La替代Ti对TiFe系储氢合金微观结构和电化学性能的影响

采用真空感应熔炼法制得Ti_1.1-xFe_0.6Ni_0.3Zr_0.1Mn_0.2La_x(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08)合金,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、LAND电池测试系统和电化学工作站对合金的显微组织和电化学性能进行分析。XRD结果显示：合金主相为Ti(Fe, Ni)相,次相为ZrMn₂,添加La并未改变相组成,晶胞体积随添加量增大有明显增大;SEM分析表明：基体为固溶Ni的TiFe相,大量ZrMn₂分布在基体中,颗粒状La稀土相偏聚在两相界面。电化学性能测试表明：该系列合金活化性能优良,首次活化即达到最大放电比容量,替代后合金最大为120.5 mAh/g,循环性能均有所改善;高倍率测试显示：合金高倍率放电性能欠佳,La替代后有所提升,但效果不大,x=0.06时拥有最高水平。合金的电化学动力学性能与极限电流密度(I_L)和氢扩散系数(D)的变化规律相似...     

基于混合式课堂教学模式的材料科学基础课程教学设计

从教学方案设计、实施过程、取得进展与成效及主要经验和改革思路等方面探索了材料科学基础课程的混合式课堂教学模式。     

纳米CuO催化剂晶粒尺寸对Mg_2Ni基复合材料储氢性能的影响

利用沉淀法制备纳米CuO,通过不同煅烧温度控制其晶粒尺寸。XRD测试表明,所得样品为CuO单相结构,晶粒尺寸分别为7.5,14.4nm和23.4nm。利用球磨法制备Mg_2Ni-Ni-5%(摩尔分数,下同)CuO复合材料,对材料的电化学性能、动力学性能及气态放氢活化能进行测试分析。结果表明,添加纳米CuO可明显提高材料的最大放电性能,改善Mg基复合材料电极表面的电催化活性,提高材料体相内H的扩散能力。DSC测试表明,纳米CuO复合材料比无催化剂材料的放氢温度降低约50K。通过Kissinger公式计算得到Mg_2Ni-Ni和Mg_2Ni-Ni-5%CuO600复合材料的放氢活化能分别为86.9kJ/mol和89.3kJ/mol。     

添加Si对La-Mg-Ni系A2B7型电极合金循环稳定性的影响

为了改善La-Mg-Ni系A2B7型电极合金的电化学循环稳定性,在合金中添加少量Si。采用真空感应熔炼制备了La0.8Mg0.2Ni3.3Co0.2Si x(x=0~0.2)电极合金,并将部分合金在真空条件下,温度为900、950、1000和1050℃下进行了退火处理。用XRD、SEM分析了铸态及退火态合金的微观结构,测试了铸态及快淬态合金的电化学循环稳定性。结果表明,铸态及快淬态合金均具有多相结构,包括两个主相(La,Mg)2Ni7和LaNi5及一个残余相LaNi3。添加Si使LaNi5相增加而(La,Mg)2Ni7相减少。合金的电化学循环稳定性随Si含量的增加而增加,当Si含量x从0增加到0.2时,铸态合金100次充放循环后的容量保持率(S100)从64.2%增加到73.1%,而950℃退火态合金的S100值从80.3%增加到93.7%。     

Electrochemical hydrogen storage performances of the nanocrystalline and amorphous（Mg24 Ni10 Cu2）100-x Ndx（x=0–20） alloys applied to Ni-MH battery

Melt spinning technology was used to prepare the Mg2 Ni-type（Mg24 Ni10 Cu2）100–x Ndx（x=0,5,10,15,20） alloys in order to obtain a nanocrystalline and amorphous structure.The effects of Nd content and spinning rate on the structures and electrochemical hydrogen storage performances of the alloys were investigated.The structure characterizations of X-ray diffraction（XRD）,transmission electron microscopy（TEM） and scanning electron microscopy（SEM） linked with energy dispersive spectroscopy（EDS） revealed that the as-spun Nd-free alloy displayed an entire nanocrystalline structure,whereas the as-spun Nd-added alloys held a nanocrystalline and amorphous structure and the degree of amorphization visibly increased with the rising of Nd content and spinning rate,suggesting that the addition of Nd facilitated the glass forming of the Mg2 Ni-type alloy.The electrochemical measurements indicated that the addition of Nd and melt spinning improved the electrochemical hydrogen storage performances of the alloys significantly.The discharge capacities of the as-cast and spun alloys exhibited maximum values when Nd content was x=10,which were 86.4,200.5,266.3,402.5 and 452.8 mAh/g corresponding to the spinning rate of 0（As-cast was defined as the spinning rate of 0 m/s）,10,20,30 and 40 m/s,respectively.The cycle stability（S20,the capacity maintain rate at 20thcycle） of the as-cast alloy always rose with the increasing of Nd content,and those of the as-spun alloys exhibited the maximum values for Nd content x=10,which were 77.9%,83.4% 89.2% and 89.7%,corresponding to the spinning rate of 10,20,30 and 40 m/s,respectively.     

铁素体/马氏体双相钢拉伸变形过程中应力应变不均匀性分析

以铁素体/马氏体双相钢为研究对象,经轧制及热处理后进行变形量为5%的拉伸实验,借助配有EBSD成像系统的场发射扫描电镜对实验钢塑性变形后的微区取向进行分析,并结合晶体塑性模拟DAMASK软件模拟其塑性变形行为。结果表明,经轧制变形获得的铁素体/马氏体双相钢,两相应力应变分配不均匀。实验钢中马氏体积累了更多的位错,KAM值更大。临近马氏体区域的铁素体基体Schmid因子更大,可达到0.49,在塑性变形过程中容易优先产生位错和滑移。晶体塑性模拟结果表明,变形初期,铁素体需承担较大的应变、马氏体承担应力以协调整体的变形。当拉伸变形继续发生时,两相应力应变分布的不均匀性将导致两相交界以及晶界处最先发生断裂。     

马氏体时效钢等温时效析出行为

以马氏体时效钢为研究对象,将试验钢经900 ℃固溶后,再进行500 ℃等温时效处理,采用光学显微镜、扫描电镜及维氏硬度计表征了时效过程中其显微组织与析出相及硬度变化规律,在此基础上,分析了时效工艺对马氏体时效钢显微硬度变化的影响。结果表明,在时效初期,试验钢硬度增幅明显,并于12 h时达到峰值,为585 HV30。随着时效时间进一步延长,试验钢进入过时效状态,硬度开始缓慢下降。试验钢基体由板条马氏体与残留奥氏体组成,且基体分布着细小弥散的第二相颗粒。时效0.5 h时,析出相尺寸为5~10 nm,当时效达到12 h时,析出相缓慢长大至20~25 nm。     

M（M=Sm,Nd,Pr）替代La对A2B7型贮氢合金电化学性能的影响

采用M（M=Sm,Nd,Pr）部分替代La,用合金熔炼及退火的方法制备La0.8–xMxMg0.2Ni3.35Al0.1Si0.05（M=Sm,Nd,Pr;x=0–0.4）电极合金,以提高RE–Mg–Ni系A2B7型贮氢合金的电化学性能。用X射线衍射（XRD）及扫描电子显微镜（SEM）分析合金的相组成和显微结构。结果表明,合金由六方结构Ce2Ni7型的（La,Mg）2Ni7相与六方结构Ca Cu5型的La Ni5相组成。随着M替换量的增加,铸态及退火态合金的放电容量均出现最大值。铸态及退火态合金的循环稳定性均随着M替换量的增加而增加。此外,合金的电化学动力学性能（包括高倍率放电性能、电荷传递速率、极限电流密度、氢扩散系数）均随着M替换量的增加呈现先上升后下降的趋势。     

XRD精修解析Fe-RE系晶格常数、微应变与位错密度特征

采用Rigaku MiniFlex 600X射线衍射仪进行物相鉴定和晶格分析,利用Rietveld结构精修理论计算解析了Fe-RE系晶格常数、微应变与位错密度特征。采用峰形函数和最小二乘法得到实验钢精确的拟合图谱,并通过与晶体的初始结构模型比较,从晶体学角度解释稀土的添加对铁多晶体微观结构的影响。结果表明,由于稀土原子半径比铁原子半径大,稀土固溶在铁基中后,部分稀土原子进入铁基固溶体,使得钢的晶格常数有变大的趋势,晶格密度变小;以空位机制扩散后占据空位等缺陷而引起晶格畸变,使得钢中微应变增大;同时,占据位错处的稀土原子会阻碍位错运动,使得钢在加工变形中位错密度增加。     

Pr替代Ti对TiFe系储氢合金微观结构和电化学性能的影响

采用感应熔炼法制备Ti1.1-xPrxFe0.6Ni0.3Mn0.2(x = 0,0.04,0.06,0.08)合金,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、蓝电电池测试等手段对合金的显微组织结构和电化学性能进行分析.XRD结果表明:合金基体相为TiFe,以及少量的ZrMn2第二相,添加Pr未改变合金相组...