快速凝固Mg-Zn-Nd合金的显微组织及性能

本文利用单辊法快速凝固技术制备了Mg-Zn-Nd合金薄带,并借助OEM、XRD、SEM等手段对其组织及性能进行了检测与分析.结果表明:快速凝固技术可显著优化Mg-Zn-Nd合金的组织结构与性能;薄带的凝固组织分为细晶区、柱状晶区、等轴晶区三个区域,保留了铸态凝固组织的特性;快速凝固技术的细晶强化和固溶强化可明显改善Mg-Zn-Nd合金的强度与塑性.本文研究的快速凝固镁合金系目前还未见报道,可为开发新型非平衡凝固条件下的镁合金系提供参考.     

快速凝固MlNi4.0CO0.2Mn0.40Al0.30Cu0.10低Co贮氢合金的相结构和电化学性能

系统研究了单辊快淬快速凝固处理对低Co贮氢合金MlNi4.0Co0.2Mn0.40Al0.30Cu0.10的相结构和电化学性能的影响.XRD分析表明,铸态和快凝合金均为单相CaCu5型结构,但快凝合金的成分和结构均匀性得到明显改善,并具有较低的吸氢体积膨胀率(△V/V).电化学测试表明,快速凝固处理后合金的活化性能不变,循环稳定性得到显著改善,但其放电容量和高倍率放电性能有所降低.研究发现,快速凝固低Co合金循环稳定性能的改善主要归结于快凝合金具有较低的吸氢体积膨胀率和较好的成分均匀性,而快凝合金电极的电催化活性以及氢在合金中的扩散速率较铸态合金有所减小是导致其高倍率放电性能降低的主要原因.     

金属氢化物储氢装置研究

用有限差分法和二维导热模型计算了圆柱形金属氢化物储氢装置内部储氢过程的温度场分布,结果表明空气换热型储氢装置内部的合金反应床存在明显的温度梯度场,吸氢时储氢装置中心部位的温度最高,需要强化其芯部换热条件,以提高储氢装置的储放氢性能.对比研究了铸态以及甩带快淬工艺制备 TiV0.41 Fe0.09Mn1.5合金吸放氢循环寿命,表明甩带快淬工艺可以显著提高储氢合金的吸放氢循环性能.以甩带快淬工艺制备的TiV0.41Fe0.09Mn1.5合金为工质的储氢装置,经过3 600次吸放氢循环后的容量保持率达到94%以上.     

退火处理对A2B7型La0.63(Pr0.1Nd0.1Y0.6Sm0.1Gd0.1)0.2Mg0.17Ni3.1Co0.3Al0.1储氢合金相结构和电化学性能的影响

利用高频感应熔炼法制备La0.63(Pr0.1Nd0.1Y0.6Sm0.1Gd0.1)0.2Mg0.17Ni3.1Co0.3Al0.1储氢合金,对铸态合金在900℃下退火热处理24h。结构分析表明,铸态合金微观组织由CaCu5型结构、Ce5Co19型结构及Ce2Ni7型结构三相组成,而退火合金则是单相Ce2Ni7型结构。铸态和退火合金电极均具有良好的活化性能,退火合金电极放电曲线更为平坦和宽阔。两种合金电极腐蚀电位基本一致,但铸态合金电极腐蚀电流更大。合金经过退火后其电极循环稳定性(S100=83.5%)明显优于铸态合金电极(S100=69%)。在100次电化学充放电循环内,低容量充电时,退火合金电极容量不衰减,合金电极容量衰减的充电容量临界点为活化最大放电容量(Cmax)的90%。铸态和退火合金电极动力学性能差别不大,铸态合金电极高倍率放电主要由氢在其体相中扩散控制,退火合金电极高倍率放电则主要由其表面电荷转移控制。     

高容量型混合稀土—镁—镍基储氢合金的研究

为制备具有高容量的储氢合金,研究了化学计量比、镁含量、稀土组成和制备技术对混合稀土-镁-镍基储氢合金结构和电化学性能的影响,并给出了典型的测试结果。通过调整合金的化学组成和改进制备工艺,制备了低镁含量的Ml_(0.88)Mg_(0.12)Ni_(3.0)Mn_(0.10)Co_(0.55)Al_(0.10)合金。该合金由CaCu_5型相,Ce_2Ni_7型相和Pr_5Co_(19)型相组成,最大放电容量可以达到386 mAh/g,300个充放电循环后合金的放电容量为315mAh/g,仍为最大放电容量的81.6%。     

镁基储氢合金制备方法的研究进展

报道了镁基储氢合金制备方法的研究进展。对熔炼法、粉末烧结法、扩散法、机械合金化法和氢化燃烧合成法等几种主要方法制备镁基储氢合金的基本原理和方法进行了综述。总结了这些合金制备技术制取的合金的充放氢性能和电化学性能，并讨论了不同制备方法对合金性能的影响。指出了今后镁基储氢合金制备方法的研究重点。     

Cu的添加对Mg2Ni合金储氢性能的影响

采用机械合金化法,制备了Mg2Ni1-xCux(x=0、0.1、0. 3)合金,研究了Cu对Mg2Ni储氢合金储氢性能的影响.XRD和SEM研究表明Cu的加入使合金中产生了Cu11Mg10Ni9新相.利用PCT测试仪测定了合金的储氢性能,结果表明,添加Cu元素会降低合金的吸氢量,但能有效地提高放电容量和循环稳定性.制备出的Mg2Ni0.9Cu0.1与Mg2Ni0.7Cu0.3相比,前者具有较大的吸氢量,后者的放电容量较大,循环稳定性较好.     

放电等离子烧结制备块体非晶合金研究进展

非晶合金又称“金属玻璃”,是由于超快速冷却凝固导致无法有序排列结晶，从而得到的一种长程无序结构。这种非晶合金与存在晶界和位错的普通合金相比，具有更加优异的力学及物化性能。由于粉末状或条状非晶合金在尺寸和性能等方面的限制，因而大尺寸、优异力学性能及软磁性能卓越的块体非晶合金的制备受到了大量关注与探究。放电等离子烧结技术以温度低、效率高、时间短及冷却速率快等优点,被认为是一种具有广阔发展前景的制备方法。对Fe基、Zr基、Al基及Ti基本身的特点，以及通过放电等离子烧结技术制备不同体系块体非晶合金的物理及化学性能的研究进行了较为全面的综述。概述了放电等离子烧结技术的原理及在制备块体非晶合金方面的优势;分析了放电等离子烧结技术和制备的块体非晶合金材料存在的问题，以及采用该技术制备块体非晶合金的发展前景。重点介绍了在采用该制备不同体系的块体非晶合金时，如何通过改变放电等离子烧结参数，或通过再加工、本身粉末添加元素等方法获得大尺寸、优异性能的块体非晶合金。     

温度对Ni/MH电池储氢合金负极电化学性能影响的研究

为了揭示温度对Ni/MH电池储氢合金负极电化学性能的变化规律和机理,以真空电弧熔炼法制备AB5型LaNi4.1Co0.6Mn0.3储氢合金为Ni/MH电池负极材料,研究了其在-35、0、30和50℃4个测试温度下的电化学性能。研究表明:随着温度的升高,合金电极的放电电压、容量和高倍率性能呈现先增加后降低的趋势,在30℃时合金电极的综合性能最优。在低温条件下,合金电极表面电荷转移速度和合金内部氢原子扩散能力降低导致高倍率性能恶化,高温条件下,储氢合金腐蚀加剧和氢化物稳定性显著降低合金电极的放电容量。     

纳米储氢合金制备方法的研究进展

纳米储氢合金的热力学与动力学性能明显超过了相应的微米级合金 ,引起了储氢合金研究者的关注 ,而目前纳米储氢合金的制备方法仅集中于球磨法。本文总结了纳米储氢合金颗粒与复合材料的制备方法 ;并从纳米材料制备技术的角度 ,对潜在的纳米储氢合金的制备方法进行了评述     

合金化与Ti基储氢合金容量及活化性能关联

针对Ti-Zr基多元多相储氢电极合金,实验研究了Ni、Cr、V替代Mn对Ti基AB2型储氢合金容量和活化性能的影响.研究表明:在合金中增加Ni含量能够提高放电容量,但Ti-Ni相的过剩会降低合金容量;Ni的高活性和导电性加速氢扩散和电荷转移,改善合金活化性能;随Cr含量增加,合金容量先增后减,而活化性能先恶化后改善;V取代Mn提高合金容量,但当V超过一定计量后,将导致合金容量降低;V的高导电性改善合金电极的活化性能.     

AB5型储氢合金的研究进展

综述了AB5型储氢合金的研究状况，着重介绍了元素替代、表面处理和多相复合等方面的研究进展。针对AB5型储氢合金高倍率放电性能介绍了在上述3方面所开展的研究情况。     

高性能贮氢电极合金的研究进展

报道了高性能贮氢电极合金的研究进展,主要内容包括AB5型贮氢合金的A侧稀土元素组成、主要杂质元素(Fe,Si,Mg）以及合金制备技术（真空退火处理和快速凝固）对合金的相结构和电化学性能的影响。AB2型Zr基Laves相合金的相结构和相组成与电化学性能的关系,以及若干新型多元Zr基贮氢电极合金的性能。     

Mg-Ni基储氢合金的研究进展与发展趋势

系统阐述了近年来Mg-Ni基储氢合金的研究开发概况,指出Mg-Ni基储氢合金具有放电容量高、资源丰富、价格低廉等突出优点,分析了影响Mg-Ni基储氢合金储氢性能的主要因素,总结了近年来采用的行之有效的改进方法,主要有制备非晶/纳米晶、元素替代、添加催化剂等,并对Mg-Ni基储氢合金今后的发展方向进行了探讨与展望,指出Mg-Ni基储氢合金虽然前景可观,但是要实现实际应用仍然存在一些问题需要解决。     

氢电弧等离子体法制备的纳米镍铈粒子的催化特性

利用氢电弧等离子法制备具有储氢特性纳米镍铈粒子，并在气相苯加氢反应中研究了其催化特性，发现其催化活性与储氢特性及表面层中ＮｉＣｅ合金存在有关，且具有高的选择性和热稳定性，这与纳米粒子独特的结构及铈的加入有关。     

Effect of Preparation Technique on Microstructure and Hydrogen Storage Properties of LaNi_(3.8)Al_(1.0)Mn_(0.2) Alloys

La Ni3.8Al1.0Mn0.2 alloy was prepared by vacuum induction melting and melt-spinning.The effects of different preparation techniques of the as-cast,cast then annealed,as-spun and spun then annealed alloys on the microstructure and hydrogen storage properties were investigated.The results indicated that the non-Ca Cu5 phases in the alloy became tinier and more dispersive after annealing or melt-spinning compared to those of the as-cast one.But in the spun then annealed alloy,the non-Ca Cu5 phases disappeared and only a single-phase with Ca Cu5 type structure was found.For all the alloys,the cell volume was increased in an order of as-cast spun then annealed cast then annealed as-spun,and the change of plateau pressure showed the opposite trend with that of the cell volume.The plateau could be flattened after melt-spinning or annealing,and the spun then annealed alloy showed the minimum plateau slope.The absorption kinetics of the alloy was promoted after melt-spinning or annealing.It is suggested that the change in cell volume and compositional homogeneity resulting from different preparation techniques contribute to the difference of the hydrogen storage properties of the investigated alloys.     

Study on Fine Structure of Gas Atomized LaNis-based Alloys

The fine structure of hydrogen storage alloy powders MlNi4.3-xCoxMn0.4Al0.3(x=0.75, 0.45, 0.10; Ml: La-rich misch metal) prepared by rapidly solidifying gas atomization was investigated using a Rietveld analysis method. Two sets of CaCus-type crystal constants were observed in the studied alloys and one set was larger than the other. With decreasing powder radius the solidification rate of powder increased, and so did the percentage of a particle part with larger crystal constants. The reason why there were two sets of crystal constants might be the difference of solidification rate between the outside and inside of a particle.     

Study on Fine Structure of Gas Atomized LaNi_5-based Alloys

The fine structure of hydrogen storage alloy powders MlNi_(4.3-x)Co_x Mn_(0.4)Al_(0.3)(x=0.75, 0.45, 0.10, Ml:La-rich mischmetal) prepared by rapidly solidifying gas atomization was investigated using a Rietveld analysis method. Two setsof CaCu_5-type crystal constants were observed in the studied alloys and one set was larger than the other. Withdecreasing powder radius the solidification rate of powder increased, and so did the percentage of a particle part     

A2B7型La0.3Y0.7Ni3.4–xMnxAl0.1储氢合金微观结构和电化学性能研究

采用真空电弧熔炼和均匀化退火制备La0.3Y0.7Ni3.4-xMnxAl0.1(x=0~0.5)储氢合金,采用不同方法系统研究了Mn元素对合金微观结构、储氢和电化学性能的影响规律和作用。结果表明,退火合金微观组织与Mn含量关系密切,提高Mn含量有利于合金组织形成Ce2Ni7型相,当x≥0.3时,合金形成Ce2Ni7型结构单相组织。随Mn含量增加, Ce2Ni7型主相晶胞参数a、c及晶胞体积V均依次增大,导致合金吸氢平台压从0.079 MPa降至0.017 MPa,储氢量达到1.268wt%~1.367wt%。添加Mn元素能显著改善合金的电化学性能,x=0.1的合金电极的放电容量最高(390.4 mAh·g^-1);x=0.15和0.5的合金电极的容量保持率S100分别为86.1%和88.5%,具有较好的循环稳定性。上述合金电极的高倍率放电性能HRD900为71.53%~87.73%。分析结果表明,合金电极反应动力学过程由电极/溶液界面的电子转移与体相中的氢原子扩散共同控制。