专利名称：钒基固溶体储氢合金及其制备方法

一种钒基固溶体储氢合金及其制备方法，涉及金属功能材料及其制备方法，主要解决钒基固溶体储氢合金制备的低成本化问题。适用于钒基固溶体储氢合金和钛基储氢合金的制备。本发明制备包括：原料的选择与处理，配料与混料，制作反应器，     

镍氢电池用储氢合金的发展趋势

介绍储氢合金在镍氢电池方面的应用发展、技术现状以及合金性能的改进．提出未来储氢合金的发展方向：（1）以现有合金材料为基础,利用添加微量元素、改变合金组成比例,或者改变合金结构等方式改进合金特性;（2）开发新的合金。     

MmNi5-x(CoAlMn)x/Mg纳米晶复合储氢合金的吸氢性能

研究了机械合金化制备的ＭｍＮｉ５－ｘ（ＣｏＡｌＭｎ）ｘ／Ｍｇ纳米晶复合储氢合金的吸氢特性。通过测定不同镁含量的ＭｍＮｉ５－ｘ（ＣｏＡｌＭｎ）ｘ／Ｍｇ纳米晶复合储氢合金的吸氢ＰＣＴ曲线,考察了镁含量对其吸氢特性的影响。根据对吸氢速度的测定研究了机械合金化对储氢合金的吸氢动力学特性的影响。机械合金化制备的纳米晶复合储氢合金的活化性能与ＭｍＮｉＭ５－ｘ（ＣｏＡｌＭｎ）ｘ铸态合金相比有较大的提高,不需活化或只需一次活化即可吸氢,吸氢量及吸氢的动力学性能与铸态合金相比也有很大的提高。最后对机械合金化形成的纳米晶吸氢特性进行了分析。     

钪对7005铝合金组织性能的影响

采用金相、透射电镜、扫描电镜、拉伸试验等测试手段，研究了不同含量的稀土元素钪对７００５铝合金组织性能的影响。加入适量钪合金化可以明显细化合金组织，改变主要强化相η相的尺寸、形态、分布，减小晶界无沉淀带宽度，可以明显提高合金强度、塑性以及高温稳定性，这是合金中析出了与铝在体完全共格的Ａｌ３Ｓｃ（ｆｃｃ，α＝０．４１ｍｍ）质点所致。     

钛基储氢合金的研究进展

钛基储氢合金储氢性能较好、成本低、储氢系统设计简单,因而备受关注。以提高合金氢化物热力学稳定性和储氢容量为出发点,简述了Ti-Fe、Ti-Cr、Ti-Mn、Ti-Zr、Ti-V系钛基储氢合金的研究进展,重点阐述了元素的置换或添加、制备工艺及热处理等对钛基合金储氢性能的影响,同时简述了提升钛基储氢合金活化性能的方法与措施,并对钛基储氢合金的发展前景进行了展望。     

Ti-Mn基高容量固态低压储氢合金研究

为了推动氢储能系统的实用化，需要开展用于规模储氢用途的储氢合金的配方研究。以Ti_0.95Zr_0.05Mn₂合金作为研究对象，开发储氢量高、平台压力合适且容易活化AB₂型储氢合金，系统研究加入V-Fe，调整Mn含量，以及用纯金属V与Fe替代V-Fe等方法对调整储氢合金性能的作用。研究发现加入V-Fe会使得储氢合金晶格参数增大，提高储氢合金的活化性能，但过多V-Fe会大幅度降低合金吸/放氢平台压与储氢量；提高Mn含量会导致吸/放氢平台与上升，储氢量先增后减，在A侧元素稍微过量时(B/A=1.96(摩尔比))有利于获得综合性能较好的合金；用纯金属V与Fe替代V-Fe能进一步提高储氢合金性能，随着Fe/V比例增加，合金储氢量下降，吸/放氢平台压上升，平台斜率下降。最终优化出综合性能良好的Ti_0.95Zr_0.05Mn_1.46 V_0.39Fe_0.13，该合金能在80℃下活化，在20℃吸放氢平台分别为1....     

MnNi5—x（CoAlMn）lx／Mg纳米晶复合储氢合金的吸氢性能

研究了机械合金化制备的ＭｍＮｉ５－ｘ（ＣｏＡｌＭｎ）ｘ／Ｍｇ纳米晶复合储氢合金的吸氢特性。通过测定不同镁含量的ＭｍＮｉ５－ｘ（ＣｏＡｌＭｎ）ｘ／Ｍｇ纳米晶复合储氢合金的吸氢ＰＣＴ曲线，考察了镁含量对其吸氢特性的影响。     

机械合金化Mg-Ni二元系储氢合金的研究

分析了Mg Ni二元合金研究的理论和现实意义。指出机械合金化是提高Mg Ni二元合金储氢性能的有效制备方法 ,并重点分析了球磨方式对合金结构及其储氢性能的影响。对目前研究较多的Mg Ni二元合金及其储氢性能分别进行了介绍     

La-Mg-Ni储氢合金结构及其合金成分优化研究进展

La-Mg-Ni储氢合金因独特的超堆垛晶格结构而具有非常出色的储氢性能,因而成为金属储氢材料的研究热点。La-Mg-Ni储氢合金的性能取决于合金的晶体结构,而合金的晶体结构又密切相关于合金的成分。近年来,为适应市场应用发展需求,进一步改善La-Mg-Ni储氢合金的综合电化学性能,广大研究者针对La-Mg-Ni合金组元成分优化做了大量研究。本文在分析La-Mg-Ni储氢合金晶体结构的基础上,系统综述了La-Mg-Ni储氢合金成分优化的研究成果,并对La-Mg-Ni储氢合金的未来发展方向进行了展望。     

AB5型储氢合金性能波动的原因探析

通过研究稀土原料中的杂质及合金的微观组织,探讨了用感应炉批量生产ＡＢ５型储氢合金性能波动的可能原因。储氢合金的性能由合金的成分、微观组织和表面状态决定。合金性能波动除受浇铸时的冷却条件影响外,还与稀土原料中铁、镁等杂质及熔炼工艺因素有关。     

钒基固溶体型贮氢合金的研究进展

金属钒具有吸氢量大、抗粉化性能好等优点，但是有效吸氢量较低，只有一半的氢能够释放出来，没有实用价值。在V-Ti二元合金的基础上形成的三元合金V-Ti-M(M代表Cr，Mn，Fe，Ni等)具有良好的贮氢性能。Ti／Cr比对V-Ti-Cr合金性能影响很大，Ti/Cr比值为0．75时V-Ti-Cr合金具有最大的贮氢量和有效吸氢量，同时热处理可以有效地提高V-Ti-Cr合金的有效吸氢量，并降低V的使用量。添加Mn的三元合金具有BCC和Laves相双相结构。V-Ti-Fe合金的贮氢量很高，并有希望利用便宜的钒铁做钒源。此外，V基固溶体合金还可以用于镍氢电池负极，如V-Ti-Ni合金具有很高的放电容量，目前需要解决其循环稳定性差和成本高的问题。     

镁基贮氢合金的研究进展及其制备

贮氢材料的制备是氢能利用的关键技术.作为新型贮氢材料的镁基贮氢合金,由于其具有超高理论电化学容量的优势而受到全世界瞩目.本文阐述了镁基贮氢合金的电化学性能特点,介绍了国内外研究现状,论述了几种主要制备方法的工艺过程、影响因素、特点及优缺点.     

The effect of aging on hydrogen trapping in ß-titanium alloys

The ingress of hydrogen in three ß-titanium alloys (Beta-C, Ti10V2Fe3Al, and Ti13V11Cr3Al) and an α-ß titanium alloy (Ti6Al4V) was investigated with a view to characterizing their interaction with hydrogen. A technique referred to as hydrogen ingress analysis by potentiostatic pulsing (HIAPP) was used to obtain anodic current transients for the unaged and aged ß-Ti alloys and as-received Ti-6-4 in an acetate buffer (1 mol L⁻¹ HAc/l mol L⁻¹ NaAc, where Ac = acetate). The transients were analyzed using a diffusion/trapping model under interface control conditions to evaluate the trapping constants and hydrogen entry flux in each case. A marked increase in irreversible trapping was observed for the ß-titanium alloys with aging and was attributed to precipitation of secondary α phase. Aging also induced changes in the passive film and hence the hydrogen entry flux. Ti-13-11-3 and Ti-10-2-3 are predicted to become less resistant to hydrogen embrittlement with aging as a result of increases in both the trapping constant (at least for Ti-13-11-3) and the flux. In contrast, the change in resistance of Beta-C Ti with aging is subject to the opposing effects of a reduced flux and an enhanced trapping capability, though the latter appears to have the primary effect, rendering aged Beta-C Ti less resistant to hydrogen embrittlement than the unaged alloy.     

Initial Activation of Hydrogen-Storage Alloy Electrode by Chemical Modification

Ｔｈｅｍｉｓｃｈｍｅｔａｌ（Ｍｍ）ｈｙｄｒｏｇｅｎｓｔｏｒａｇｅａｌｏｙｓｈａｖｅｓｏｆａｒｂｅｅｎｓｕｃｃｅｓｆｕｌｙｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｓａｈｉｇｈｃａｐａｃｉｔｙｎｅｇａｔｉｖｅｅｌｅｃｔｒｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｓｅｃｏｎｄａｒｙｂ...     

凝固方式对钒基储氢合金性能的影响

分别采用空冷、水冷和液氮冷却三种凝固方式制备了V_3TiNi_(0.56)Cr_(0.4)钒基储氢合金,并进行了电化学性能和储氢性能的测试与分析。结果表明,凝固方式对合金电化学性能和储氢性能产生明显影响。分别采用空冷、水冷和液氮冷却的合金,充放电循环20次后放电容量分别衰减了84%、73%、38%,室温最大吸氢量分别达到1.467%、1.514%、1.832%。     

Electrochemical characteristics and synergetic effect of Ti0.10Zr0.15V0.35Cr0.10Ni0.30-10 wt.%LaNi5 hydrogen storage composite electrode

In order to improve performance of Ti-V-based solid solution alloy, electrochemical characteristics and synergetic effect of Ti0.10Zr0.15V0.35Cr0.10Ni0.30-10 wt.%LaNi5 hydrogen storage composite electrode prepared by two-step arc-melting were investigated system-atically. X-ray diffractometry (XRD) and scanning electron microscopy-energy dispersive spectroscopy (SEM-EDS) showed that the main phase of composite alloy was composed of V-based solid solution phase with a BCC structure and C14 Laves phase with hexagonal structure, while secondary phase also existed in the composite alloy. The results showed that electrochemical characteristics of the composite alloy elec-trode were significantly improved. It was suggested that synergetic effect appeared in the maximum discharge capacity of the composite alloy, synergetic effect of the discharge capacity appeared in the activation process, in the composite process, in the cyclic process, in the discharge process at low/high temperature and at different current densities, and synergetic effect existed in the charge-transfer resistance and in the ex-change current density, which seemed to be related to formation of the secondary phase.     

Effect of Fe and Cu on Electrochemical Characteristics of Low-Co AB5 Type Alloys

In order to further reduce the cost of AB5 type rare earth-based hydrogen storage alloy, a low-Co AB5 type hydrogen storage alloy were by substituting Co with Cu and Fe.The characteristics of these alloys have been investigated by means of XRD, PCT, and measurement of electrochemical capacity and cycle life.The test results show that the effect of these two kinds of substituting elements on discharge capacity is Cu ＞ Fe, and the cycle life is on the contrary.Both of them have no distinct influence on activity speed, but activity speed increases with the decrease of Co.By the order way, the high discharge rate characteristics rise with the addition of Cu and decreasing of Co.     

镍氢电池负极用低成本储氢合金的研究

研究了ABS型储氢合金在低Co含量条件下，随B组元替代元素Co，Al，Si等含量的变化对合金电化学性能的影响规律，同时研究了A组元中不同La／Ce比对合金电化学性能的影响情况。结果表明，随合金中Co含量的降低，合金的活化性能和放电容量得以改善，但合金的循环寿命下降也比较明显；在试验范围内，随Al元素的加入，合金的循环寿命得以改善，但材料的放电容量和活化性能均有所下降；随合金La／Ce比的降低，合金的放电容量略有下降，但其循环寿命和放电电压平台有较大提高。     

快淬纳米晶/非晶Mg2-xLaxNi (x=0～0.6)合金的贮氢动力学

为了改善Mg2Ni型合金气态及电化学贮氢动力学性能,用La部分替代合金中的Mg,用快淬技术制备了Mg2-xLaxNi(x=0,0.2,0.4,0.6)合金,用XRD,SEM,HRTEM分析了铸态及快淬态合金的微观结构;用自动控制的Sieverts设备测试了合金的气态贮氢动力学性能,用程控电池测试仪测试了合金的电化学贮氢动力学.结果发现,快淬无La合金具有典型的纳米晶结构,而快淬含La合金显示了以非晶相为主的结构,表明La替代Mg提高Mg2Ni型合金的非晶形成能力.La替代Mg明显地改变Mg2Ni型合金的相组成.当La替代量x=0.4时,合金的主相改变为(La,Mg) Ni3+ LaMg3.合金的气态及电化学吸放氢动力学对La含量及快淬工艺敏感,La替代使合金的吸氢动力学降低,但适量的La替代可以明显改善合金的放氢动力学及高倍率放电能力.适当的快淬处理可以提高合金的气态及电化学贮氢动力学,但获得最佳贮氢动力学的快淬工艺与合金的成分密切相关.     

Phase Structure and Electrochemical Properties of RE-Mg Based Composite Hydrogen Storage Alloys

Rareearth basedAB5 typealloy ,akindofhy drogenstoragealloyusedasnegativeelectrodemateri alsofthenickel/metalhydride (Ni/MH )secondarybattery ,haseasyinitialactivation ,longcyclelifeandlowcost ,butstillasmalldischargecapacity ,poorhigh ratedischargeability(HRD)andpoorpropertiesatlowtemperature[1,2 ] .Therefore ,howtoincreaseitsdischargecapacityandtoimproveotherelectrochemi calpropertiesismeaningfulbothintheoryandinpracticalapplication .Mg basedhydrogenstorageal loysareremarkablebecauseofitsr…