退火温度对汽车镍氢电池用储氢合金电化学性能的影响

采用真空电弧熔炼和退火的方法制备了电池负极用La_0.35Y_0.65Ni_3.5Mn_0.2Al_0.1储氢合金,研究了退火温度对储氢合金微观结构与电化学性能的影响。结果表明,随着退火温度从1173 K增加至1373 K,储氢合金中Ce₅Co₁₉相丰度先增大后减小,Ce₂Ni₇相和LaNi₅相逐渐转变成LaNi₃相,Ce₂Ni₇相在退火温度大于等于1273 K时消失;储氢合金在退火温度为1273 K时具有最正的腐蚀电位和最小的腐蚀电流密度,此时储氢合金的容量保持率S₁₀₀为89.95%、最大放电容量C_max为385.5 mAh/g,储氢合金电极的循环稳定性与电极表面耐腐蚀性能有关;随着退火温度从1173 K增加至1373 K,储氢合金的HRD₉₀₀...     

镁基储氢合金La0.47-xSm0.53MgxNi3.35Al0.15的制备和退火工艺研究

对易挥发金属Mg进行合金化处理,采用自制的二次加料设备和自动浇铸设备,通过真空感应熔炼法制备了La_0.47-xSm_0.53Mg_xNi_3.35Al_0.15储氢合金,研究了合金组分和退火温度对合金热力学性能和电化学性能的影响。测试结果表明,Mg合金化处理和二次加料方式有利于合金组分的控制;金属Mg含量的增加,有利于合金最大放电容量的提高和合金倍率性能的提高,但降低了合金的循环稳定性;退火温度的提高,有利于合金的循环寿命,但使合金倍率性能下降;采用T+50℃、保温10 h退火制度的合金La_0.32Sm_0.53Mg_0.15Ni_3.35Al_0.15,组分均匀,Ce₂Ni₇相丰度达到91.97%;最大放电容量可达355.3 mA·h/g;容量保持率80%的循环次数大于200周;HRD3500>60%,综合性能较为优越。     

热处理工艺对La0.85Ce0.15(NiMnAl)5.30贮氢合金相结构及电化学性能影响

本文研究了无钴La_0.85Ce_0.15(NiMnAl)_5.30贮氢合金在不同热处理工艺下相结构及电化学性能变化规律。衍射分析表明退火参数优化后的合金仍为CaCu5单相,温度升高后结晶度增加但活化性能变差;PCT测试结果显示920℃退火时吸氢量达到0.8902;温度升高后吸氢量呈现降低趋势,放氢压力也明显增加;经过980℃热处理8h后晶体结构改善明显,其吸放氢前后膨胀体积变化最小,抗粉化能力强。无钴合金熔点降低、温度升高后利于体相中元素扩散;活化性能降低的同时合金最大放电容量也有所降低。980℃制备合金电化学性能最优,同时具备较好的贮氢性能。     

AB3.3～3.7型La-Y-Ni稀土储氢合金微观结构和电化学性能研究

采用磁悬浮感应熔炼的方法制备了(LaSmY)(NiMnAl)_x(x=3.3,3.4,3.5,3.6,3.7)系列稀土储氢合金,并在氩气气氛、1273 K下热处理24 h。通过X射线衍射(XRD)和电化学测试分析了合金的相结构以及在常温和低温下的电化学性能。结果表明,合金为多相结构,含有Ce₂Ni₇相、PuNi₃相、Gd₂Co₇相、LaNi₅相以及Ce₅Co₁₉相。主相Ce₂Ni₇相的含量随化学计量比x值的增加先增加后降低,当x=3.5时最高,为74.67%。Gd₂Co₇相和PuNi₃相含量随x值的增加逐渐降低,Ce₅Co₁₉相逐渐增加。电化学测试结果表明,在常温下,随化学计量比x值的增加,合金的最大放电容量从317.7 mAh·g^...     

AB4相对A5B19型稀土镁镍系合金储氢性能的影响研究

以A₅B₁₉型超晶格结构La_0.60Sm_0.15Mg_0.25Ni_3.60Al_0.12储氢合金为研究对象,采用电感耦合等离子体(ICP)、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)测试对合金组成和相结构进行了表征,并对比研究了Pr₅Co₁₉型单相合金和Pr₅Co₁₉+AB₄两相共存合金的电化学和气固储氢性能,探究了AB₄相第二相的生成对A₅B₁₉型稀土镁镍系合金储氢性能的影响。研究结果表明,相比于单相Pr₅Co₁₉型合金,合金中AB₄相第二相的出现对合金最大放电容量影响不明显,两种结构合金的放电容量均为～370 mAh·g^-1,但含AB₄相合金的高倍率...     

Ce替代La对合金LaNi4.5Al0.5储氢性能及热力学的影响

金属Ce替代LaNi_4.5Al_0.5合金中的La用以提高金属吸/放氢热力学性能。通过研究合金La_1-xCe_xNi_4.5Al_0.5(x=0～0.4)的相结构、储氢热力学以及吸/放氢动力学发现,所制备的合金主相为六方晶系LaNi₅相;随着Ce替代量的增加(x=0～0.4),合金晶体结构中a轴呈现减小的趋势、c轴及各向异性(c/a)呈现出先增大后减小再增大的趋势;储氢性能测试表明,随着Ce替代量的增加,合金的吸/放氢平台压升高,最大储氢量减小;合金吸/放氢反应热优化程度与各向异性(c/a)呈现出相同趋势,当x=0.2时,合金吸放氢反应焓变分别降低至26.33 kJ/mol和24.30 kJ/mol。     

一种改善La-Mg-Ni贮氢电极合金性能的方法

提出用放电等离子烧结技术(SPS)改善La-Mg-Ni贮氢电极合金的综合电化学性能.所选La-Mg-Ni贮氢电极合金为La_0.7Mg_0.3Ni_2.5Co_0.5.实验结果表明,用SPS和真空中频感应熔炼制备得到的合金具有近似的最大放电容量.SPS技术增强了合金电极的循环寿命:在经过150次的充放电循环后,用SPS法制备的La_0.7Mg_0.3Ni_2.5Co_0.5合金的容量保持率为61.8%;而感应熔炼法得到的合金电极的容量保持率仅为39.6%.同时用SPS技术使合金的放电中值电压增加,放氢平台变宽,平台倾斜度减小.     

LaNi5合金中的杂质C与H2的反应研究

LaNi₅储氢合金中的杂质C在合金放氢过程中尤其是在高温放氢时会以CH₄的形式释放,从而影响氢气的纯度。氢等离子体电弧熔炼法是去除LaNi₅合金中杂质C的有效方法,其中H在除C过程中起到了至关重要的作用。为了研究C与H₂在氢等离子体电弧熔炼过程中的作用机制,本文利用气相色谱分析仪分别对熔炼前后的炉内气氛进行了分析研究。此外,依据LaNi₅合金与H的相互作用,本文探索了吸氢脱氢过程中,合金中杂质C与H的反应过程,并对合金高温放氢纯度及放氢后合金C含量的变化进行分析。结果表明：在氢等离子体电弧熔炼和吸氢脱氢处理过程中,LaNi₅合金中的C与H反应并以CH₄的形式逸出,从而降低了LaNi₅合金中的C含量。在对LaNi₅合金吸氢脱氢法处理过程中,合金中的原始C含量越高,500℃热解析H₂中的CH₄含量越高,且随着吸放氢循环次数的增加,释放的CH_4...     

喷射成形制备La62Al15.7(Cu,Ni)22.3块体非晶合金

采用喷射沉积成形方法制备了La₆₂Al_15.7(Cu,Ni)_22.3块体非晶合金.结果表明,沉积态La₆₂Al_15.7(Cu,Ni)_22.3非晶合金比以往报道的采用甩带法制备的同成分非晶合金具有更大的约化玻璃转变温度和更宽的过冷液相区.非晶的晶化实验表明,晶化初期多种晶相同时结晶析出.483K退火时,在非晶基体中析出Al和AlNi.503K退火时进一步析出La和未知相.La₆₂Al_15.7(Cu,Ni)_22.3非晶合金在573K退火没有新相产生,合金晶化态组织由Al、AlNi、La和未知相组成.     

温度对La2O3-SiO2-CaO-Al2O3-MgO系高温熔体结构的影响

稀土玻璃陶瓷铸造过程中的连续降温会使熔体的微观结构发生变化。通过对不同温度(1 550～1 100℃)的淬冷样品进行Raman、XRD和SEM-EDS分析,研究了温度对La₂O₃-SiO₂-CaO-Al₂O₃-MgO系高温熔体结构的影响。研究结果表明：温度较高时淬冷样品呈非晶态,温度较低时淬冷样品呈晶态。对非晶态淬冷样品的Raman谱线进行解谱后发现,随着温度的降低,各硅氧/铝氧四面体基本结构单元Raman峰位向高频方向偏移,且低频(200～800 cm^-1)结构单元峰位偏移幅度大,高频(800～1 200 cm^-1)结构单元峰位偏移幅度小;La₂O₃能够抑制各结构单元峰位向高频方向偏移。XRD和SEM-EDS结果表明：添加La₂O₃后La₂O₃-SiO₂-CaO-Al_2<...     

PMMA表面包覆LaNi5合金粉末的储氢性能

LaNi₅储氢合金粉末易氧化,严重影响其储氢性能。本文采用溶液浸渍法将聚甲基丙烯酸甲酯(poly methyl meth acrylate,PMMA)对LaNi₅合金粉末进行表面包覆改性,研究粉末的微观形貌、储氢性能和抗氧化性能。结果表明,空气氧化后,PMMA包覆LaNi₅合金的储氢量保持在1.29%(质量分数),而LaNi₅合金的储氢量仅为1.15%。对比未包覆的LaNi₅合金,PMMA包覆LaNi₅合金在空气氧化后仍保持较好的吸放氢动力学性能和储氢量,且具备良好的循环稳定性。因此,PMMA包覆LaNi₅合金可减缓合金在空气中的氧化反应,改善合金的抗氧化性能,有利于合金的应用和储氢安全性。     

铜元素掺杂改性蜂窝层状Na3Ni2SbO6正极材料的电化学性能

采用Cu部分替代Ni的方法对蜂窝层状Na₃Ni₂SbO₆正极材料进行掺杂改性,得到Na₃Ni₂-_xCu_xSbO₆(x=0、0.2、0.4、0.8)正极材料,利用X射线衍射仪和扫描电镜研究材料的形貌与结构,并测试其电化学性能。结果表明,Cu掺杂可以有效改善Na₃Ni₂SbO₆正极材料的循环稳定性,在0.1 C倍率下循环100圈后,Na₃Ni₂SbO₆的放电比容量仅为39.5 mA·h/g,而Na₃Ni_1.8Cu_0.2SbO₆材料的放电比容量达到72.3 mA·h/g。通过理论计算和实验分析发现,Cu(Ⅱ)的引入可有效缩小Na₃Ni₂SbO₆     

La2O3掺杂纳米W粉致密化行为与性能

采用溶液燃烧合成法制备了La₂O₃掺杂纳米钨（W）粉,分析了La₂O₃掺杂纳米W粉的致密化行为及La₂O₃对纳米W粉致密化行为的影响,研究了烧结后合金的显微组织形貌、导热性能及显微硬度。结果表明,La₂O₃会显著抑制纳米W粉的致密化速度,纯W粉在1350 ℃烧结后的相对密度可达到96.2%,而La₂O₃掺杂纳米W粉在1500 ℃烧结后的相对密度仅为95.0%。在1500 ℃烧结后的La₂O₃掺杂W合金的晶粒尺寸为0.57 μm,比纯W粉烧结合金的晶粒尺寸小一个数量级,因此其导热性能也较纯W粉烧结合金有所降低,但是显微硬度得到显著提升。     

溶液燃烧法制备Mo–La2O3纳米粉体及烧结性能的研究

利用溶液燃烧法制备氧化镧（La₂O₃）掺杂Mo粉前驱体,对前驱体粉末还原、烧结,研究La₂O₃掺杂量（质量分数）对Mo–La₂O₃合金性能的影响。结果表明,前驱体粉末在700 ℃下氢气气氛中还原,得到平均晶粒尺寸在100～220 nm的La₂O₃掺杂Mo粉。Mo–La₂O₃粉末经过1600 ℃放电等离子烧结后相对密度达95%以上,但随着La₂O₃掺杂量的提升,其相对密度逐渐降低。随着La₂O₃掺杂量的增加（质量分数在0～1.0%范围内）,显微硬度先上升后下降。在La₂O₃掺杂量为0.7%时,Mo晶粒尺寸为500 nm左右,材料显微硬度最高,达到了HV_0.2 564。     

预退火时间对Sm2Fe17ZrNb0.4Cu0.2B0.2非晶合金晶化的影响

运用高真空电弧熔炼及单辊旋淬一体炉设备，以40 m/s的速度快淬制备出Sm₂Fe₁₇ZrNb_0.4Cu_0.2B_0.2非晶合金薄带。为实现非晶合金薄带在较低的晶化温度下爆发性形核，在细化晶粒的同时改善微观组织均匀性，需提高晶化前原子有序度，因此对薄带在500℃下进行不同时间的预退火处理，研究不同预退火时间下非晶合金晶化演变过程。X射线衍射仪(XRD)和高分辨率透射电镜(HRTEM)分析结果表明：长时间的预退火处理对α-Fe相的析出影响较大；预退火温度为500℃时，预退火时间应不超过90 min;预退火时间过长导致晶相提前析出，晶化组织不均匀。     

Ni/Bi0.4Sb1.6Te3热电材料的界面性能

Bi_0.4Sb_1.6Te₃热电材料和金属电极之间的阻挡层是热电器件稳定服役的控制性因素,本文以不同温度下退火后的高致密Ni箔和Bi_0.4Sb_1.6Te₃合金为原料,采用放电等离子烧结扩散焊连接法在Bi_0.4Sb_1.6Te₃表面制备Ni层作为Ni/Bi_0.4Sb_1.6Te₃电极接头的阻挡层。采用X射线衍射仪对阻挡层进行物相分析,用扫描电镜及能谱仪观察和分析电极接头的界面形貌与元素分布。结果表明,在700℃退火后的Ni箔具有优良的防扩散效果,扩散厚度为9μm,用700℃退火后的Ni箔与Bi_0.4Sb_1.6Te₃扩散焊结合,获得13.19 MPa的结合强度。随Ni箔的退火温度升高,Ni/Bi_0.4Sb_1.6Te_3<...     

TiB2对Ta-W合金氧化行为的影响

采用热压烧结制备Ta-W合金和Ta-W-TiB₂合金,研究两种合金在700、800和900℃的高温氧化行为,通过X射线衍射分析、扫描电子显微镜观察和能谱分析对合金的氧化层组分和组织形貌进行分析。结果表明:两种合金经热压烧结后的相对密度均达到97%以上,可以实现致密化。在氧化温度范围内所有合金的氧化动力学曲线都遵循直线规律,氧化温度升高氧化速率逐渐增大。Ta-W合金的氧化产物为Ta₂O₅固溶体,Ta-W-TiB₂合金的氧化产物为Ta₂O₅固溶体和TiO₂氧化物。在700~800℃下,稳定的TiO₂提高了Ta-W-TiB₂合金的抗氧化能力,但在900℃时,TiO₂的破坏大大减弱了氧化层对基体的保护能力。     

固相反应合成La1-xSrxMnO3的机理

以La₂O₃,MnO₂和SrCO₃为原料,通过固相反应合成SOFC的阴极粉料LSM,利用XRD,TGA/DTA热分析仪等现代分析仪器研究了该材料的反应历程.结果发现,实验过程首先出现了La₂SrO_x相,并在350～1000℃的较大范围内一直存在,到800℃时才出现LaMnO₃.通过分析研究,反应过程先是La₂O₃+SrCO₃→La₂SrO_x+CO₂,然后为La₂O₃+MnO₂→LaMnO₃,,最后发生La₂SrO_x和LaMnO₃向La_1-xSr_xMnO₃转化.这一结果与人们一致公认的反应历程,即先发生La₂O₃+MnO₂→LaMnO₃,然后是LaMnO₃+SrCO₃→La_1-xSr_xMnO₃有较大差异.     

退火处理对粉末冶金CoCrFeNiC0.05高熵合金热轧板显微组织和力学性能的影响

以Cr、Co、Fe、Ni单质块体和Cr₃C₂为原料,采用气雾化法制备预合金粉,通过热等静压法制备CoCrFeNiC_0.05高熵合金,对合金进行热轧和退火处理,结合X射线衍射、金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、电子背散射衍射、硬度测试和拉伸性能测试等手段,研究退火处理对粉末冶金CoCrFeNiC_0.05高熵合金热轧板显微组织和力学性能的影响。结果表明：热轧变形后,合金晶粒形态由热等静压的等轴状转变为条带状,织构组态以F织构为主,晶内存在孪晶和亚微米级Cr₂₃C₆碳化物。经800℃退火处理后,合金发生完全再结晶。热轧结合中温退火(500℃)是获得具有良好综合力学性能CoCrFeNiC_0.05高熵合金的有效途径,合金的屈服强度为961 MPa,抗拉强度为1 023 MPa,伸长率为13.6%。     

烧成温度对溶胶凝胶法合成LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2材料性能的影响

通过溶胶-凝胶法制备LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂正极材料,研究了烧成温度对材料结构、形貌和电化学性能的影响。采用XRD、SEM及恒流充放电测试对材料性能进行表征。分析结果表明,材料均呈现典型的α-NaFeO₂层状结构且阳离子有序度较好。不同烧成温度时材料形貌呈现不规则块状且粒径随着温度的增加而增大; 温度低于780 ℃时,材料结晶性不好,生长不完全; 温度高于800 ℃时,材料团聚现象严重、形貌不规整。烧成温度为800 ℃时材料有较好的电化学性能,在5 C高倍率充放电下,首次放电比容量为147.95 mAh/g,循环200次后,容量保持率为76.71%。