高熵合金CrNbTiVZr的微观组织及其在模拟PEMFC环境中腐蚀行为研究

采用真空电弧熔炼和热处理制备了CrNbTiVZr高熵合金,利用XRD、SEM/EDS、动电位与恒电位极化曲线测试及XPS表面分析等方法,研究了高熵合金铸态及退火后的微观组织特征以及合金在模拟PEMFC环境中的电化学腐蚀行为及其钝化膜组成。结果表明,CrNbTiVZr高熵合金的铸态和退火组织均由富集Ti、Nb元素的无序BCC相和富集Cr、V、Zr元素的Laves相组成。铸态和退火合金在模拟PEMFC阴极环境中腐蚀电流密度Icorr均比304SS不锈钢下降一个数量级,具有较好的耐蚀性和稳定性,但在阳极环境中其耐蚀性与304SS相当,其中铸态合金的稳定性较差。合金在阴极环境良好的耐蚀性主要与其表面形成由Cr2O3、Nb2O5、V2O3、Ti2O3及ZrO2组成的致密钝化膜关系密切。     

La-Mg-Ni系A_2B_7型储氢合金表面包覆NAFION及其电化学性能研究

采用蒸发溶剂相转化方法对La-Mg-Ni系储氢合金表面实施包覆NAFION,研究了不同浓度的NAFION溶液对合金表面包覆效果和电化学性能的影响。结果表明,通过蒸发溶剂可使NAFION在储氢合金表面形成不同形态的NAFION功能性包覆层,随NAFION稀释比例不断增大,合金颗粒表面NAFION的包覆形态由分散和凸起的白色片状物逐渐向形成薄且铺展性较好的薄膜状产物变化,但未形成连续完整的包覆层。电化学分析表明,包覆后合金电极的循环稳定性有所提高,其中NAFION稀释比例为1∶5时的合金电极放电容量最大(387.3mA·h/g)和循环稳定性最好,经100次充放电循环后该合金电极容量的保持率S100达到89.0%,其性能优于未包覆的裸合金。表面包覆NAFION后,合金电极大电流放电性能明显下降,其HRD900由裸合金时的81.6%降至包覆后的68.1%。合金电极反应时表面电子交换阻力的增加(或交换电流密度I0减小)是影响包覆合金高倍率放电性能的主要因素之一。     

衬底温度对FeCrCoNiMn高熵合金氮化物薄膜组织结构和电性能的影响

采用射频反应磁控溅射法在Si(100)衬底上制备出纳米晶高熵合金FeCrCoNiMn氮化物薄膜,结合场发射扫描电子显微镜(FESEM)、电子显微探针(EPMA)、X射线光电子能谱分析仪(XPS)、原子力显微镜(AFM)及四点探针(FPP)研究了衬底温度(40、300、500℃)对沉积薄膜的表面形貌、化学组成、微观结构和导电性能的影响。结果表明,衬底温度对高熵合金FeCrCoNiMn-N薄膜的形貌、组织结构和导电性能有显著影响。随衬底温度的升高,薄膜的表面粗糙度和颗粒/晶粒尺寸增大;与氮反应沉积后,含氮高熵合金薄膜中形成了Mn3N2、MnN、Cr2N和CrN金属氮化物,而Fe、Ni和Co元素则以Fe-Ni-Co合金相形式存在。不含氮合金薄膜其电阻率高达131.78mΩ·cm,加入氮沉积后,随衬底温度的增加,含氮薄膜的电阻率逐渐减小(6.14~0.43mΩ·cm),含氮合金薄膜的电阻率明显小于合金靶材的沉积膜,衬底温度500℃时薄膜的电阻率达到最小值0.43mΩ·cm。     

电解液中添加Cu(OH)2对La2MgNi7.5Co1.5 贮氢合金电极电化学性能的影响

采用电子探针(EPMA)、X射线衍射(XRD)和电化学测试研究了在6 mol/L KOH电解液中添加Cu(OH)2对La2MgNi7.5Co1.5贮氢合金电极电化学性能的影响.结果表明,合金电极外表面上被镀上Cu膜,Cu膜的厚度和致密性随充放电循环次数的增加而增加,合金电极表面形成致密性Cu膜,可以有效地抑制电极内部贮氢合金的氧化,但对贮氢合金颗粒粉化的抑制作用不明显.在电解液中添加Cu(OH)2,增加了La2MgNi7.5Co1.5合金电极的活化次数,降低了该合金电极的高倍率放电性能,但对合金电极的最大电化学放电容量没有负面影响.此外,利用电沉积方法在电极表面镀Cu膜能够明显改善该合金电极的电化学循环稳定性.     

大有发展前途的新型半导体器件——静电感应晶体管和静电感应晶闸管

为了满足和推动电子器件向高频大功率方向发展,寻求一种新型晶体管,即静电感应晶体管(static induction transistor:SIT),也称为第三种类型晶体管。本文较为详细的阐述其组成结构工作原理和实验特性。并指出结构设计和工艺概要。     

Al对无钴AB5型贮氢合金微观结构和电化学性能的影响

采用单辊快凝方法制备了过化学计量比稀土贮氢合金La(NiMn)α-xAlx(5<α<6,x为0~0.5),研究了Al含量及淬速对合金电极性能及微观结构的影响。结果表明:快淬过化学计量比合金相结构均为过饱和CaCu5型单相,且随Al含量的增加,合金晶胞体积呈线性增大;不同淬速条件下合金凝固组织的形貌和晶态存在明显差别。随Al含量的增加,合金电极的放电容量有所降低,但电极循环寿命得到极大改善。当x=0.3和淬速为10~15 m/s时,合金电极的最大放电容量为322和309 mA.h/g,经150次循环后,电极容量保持率分别为93.5%和95.5%。低温(400℃)退火对合金电极活化性能有所改善,但并未影响合金的循环寿命。     

Influence of addition of Cu（OH）2 to KOH alkaline electrolyte on electrochemical properties of La2Mg0.9Al0.1Ni7.5Co1.5 hydrogen storage alloy electrode

The influence of the addition of Cu（OH）2 to 6 mol/L KOH alkaline electrolyte on the electrochemical properties of La2Mg0.9Al0.1Ni7.5Co1.5 hydrogen storage alloy electrode was investigated by electron probe X-ray microanalysis（EPMA）, X-ray diffraction（XRD） and electrochemical measurements. EPMA micrographs and XRD patterns show that the surface of the hydride electrode is plated by metal copper film. The thickness and compactness of Cu film increase with the increment of charge-discharge cycle number. The copper film of the hydride electrode surface can keep the hydrogen storage alloy particle in the electrode interior from oxidizing availably. The addition of Cu（OH）2 to alkaline electrolyte lowers the activation property and the high rate dischargeability of the La2Mg0.9Al0.1Ni7.5Co1.5 hydride electrode, but has no negative effect on the maximum discharge capacity of the hydride electrode. Moreover, it is effective to improve the cyclic stability of the hydride electrode utilizing electrodeposit Cu film on theLa2Mg0.9Al0.1Ni7.5Co1.5 hydride electrodes surface.     

La0．67Mg0．33Ni2．5Co0．5贮氢合金的制备和MH电极性能研究

采用高频感应熔炼方法制备了PuNi3型La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5合金;用X射线衍射分析和电化学方法研究了添加不同Mg含量以补偿Mg元素烧损时合金的组织结构和电化学性能。X射线衍射分析(XRD)表明,铸态合金由．PuNi3型主相和少量的CaCu5型第二相组成,铸态合金经1223K和10h退火处理后,CaCu5型第二相可明显减少,其中Mg增加10％时得到纯度较高的PuNi3型组织。电化学测试表明,增加适当Mg含量和进行退火热处理能明显提高和改善合金电极容量、循环稳定性和大电流放电性能。与AB5型和。482型Laves相贮氢合金比较,PuNi3型La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5贮氢合金具有电极容量高及优良的大电流放电性能。     

快速凝固制备La2Mg0．9Ni7．5Co1．5Al0.1贮氢合金的相结构及电化学性能

采用感应熔铸＋退火处理及快速凝固方法制备了La2Mg0．9Ni7．5Co1．5Al0.1贮氢合金。系统研究了快速凝固对合金的相结构、微观组织及电化学性能的影响。XRD分析表明，随着冷却速率的增加，La2Mg0．9Ni7．5Co1．5Al0.1合金的相组成发生了明显变化。退火合金由αLa2Ni7主相（Ce2Ni7型结构）和少量LaNi3相（PuNi3型结构）组成。随着冷却速率的增加，合金中出现LaNi5相（CaCu5型结构）和LaMgNi4（MgCu4Sn型结构）相，且新相的相丰度增加，aLa2Ni7相和LaNi3相的丰度减少。EPMA分析表明，快速凝固方法制备的La2Mg0．9Ni7．5Co1．5Al0.1贮氢合金为柱状晶组织且晶粒细小。合金电极的电化学测试表明，冷却速率对合金的活化性能影响不大。随冷却速率的增加，合金的最大放电容量减少、高倍率放电性能下降。在较低的冷却速率下（5m／s），合金电极的循环稳定性改善不明显，而随着凝固速度的进一步增加（20m／s），合金电极表现出较好的循环稳定性。     

表面包覆镍处理La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5贮氢合金电极的电化学性能

研究了表面包覆Ni-P对PuNi3型贮氢合金La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5电极的电化学性能的影响.结果表明:包覆镍处理改善了贮氢合金电极的循环稳定性.线性极化扫描和电化学阻抗谱等分析结果表明,包覆后合金电极的极限电流密度(I1),交换电流密度(I0)以及电化学阻抗均有较好的改善,说明电荷转移和氢的扩散能力得到提高.经25次电化学循环后的电极合金金相观察和分析表明,包覆Ni-P处理没有有效抑制其粉化,这与该类型贮氢合金电化学吸氢时氢化物膨胀较大有关.