铝对TiFe0.9Mn0.1合金贮氢性能的影响

研究了Al对TiFe0.9Mn0.1合金贮氢性能的影响.添加铝后,合金的饱和吸氢量降低,当铝添加量为0.3%、0.6%和1.0%(原子分数)时,饱和吸氢量分别达到TiFe0.9Mn0.1合金的97.6%、95.1%和82.9%.同时铝添加后,合金的平台压力升高,平台斜度增加.XRD衍射发现,随着铝的加入,合金晶格常数即晶胞体积下降.SEM扫描及EDAX能谱分析发现合金晶界上存在高钛相.铝的添加造成合金吸氢量的下降与合金晶胞体积的减小有关.     

低温烧结时间对AB_5型贮氢合金电极电化学动力学性能的影响

在流动Ar气氛保护下,将AB5型贮氢合金电极置于管式电阻炉中进行573K不同时间(30、60min,1、5h)烧结处理。通过恒流充放电,极化曲线和交流阻抗等测试方法研究了烧结电极的电化学性能。结果表明,0.2C(60mA/g)放电时,各合金电极最大放电容量不同程度降低,烧结时间增大到1h后,最大放电容量基本保持稳定。烧结处理电极高倍率放电性能(HRD)明显优于未处理电极,烧结时间越长,HRD值越高。1500mA/g电流放电时,烧结1h电极HRD值提高12.5%,烧结5h电极提高15%。同时各烧结电极极化电阻Rp,电荷转移电阻Rct随烧结时间增加而呈逐渐减小趋势,交换电流密度I0,极限电流密度IL以及氢扩散系数D均逐渐增大,烧结处理明显改善AB5型贮氢合金电极的动力学性能。     

无钕稀土系贮氢合金及其在动力电池中的应用

研究了薄壁铸造的无钕稀土LPC系贮氢合金,发现铸态高钴合金的综合电化学性能随着铸锭厚度的增加而改善,原因为晶胞体积增加、晶界缺陷减少和晶格应力降低;铸态低钴合金的电化学性能对厚度不敏感,归因于合金中Cu、Fe和Si等元素的引入.退火能够提高高钴合金的放电容量,并改善其循环稳定性,壁厚最薄的3mm合金显示出最好的综合电化学性能,主要应归功于晶格应力的降低,和元素偏析的改善.Ce/TE为20%～25%时,高钴合金可以得到最好的综合电化学性能.成分和工艺优化后的贮氢合金应用在Ni/MH电池和电动自行车中,得到了令人满意的结果.     

添加Al对稀土系贮氢电极合金高温性能的影响

系统研究了添加Al的贮氢电极合金在高温下的电化学性能，结果表明：以Al部分替代稀土系贮氢合金中的Ni，使氢化物电极的平衡分解压降低，低高温下的放电容量升高，自放电降低，改善高倍率放电性能和循环稳定性。     

稀土系AB_5型贮氢电极合金材料优化设计

在全面评述稀土系AB_5型贮氢电极合金的研究进展基础上,对AB_5合金中A侧稀土组元作用机理和二侧元素计量比(A:B)对合金电化学性能影响规律分别进行了系统的研究。为设计和筛选高性能贮氢合金,首先对影响氢化物电极放电过程的因素进行理论和实验研究,设计了三种电化学测试系统并进行对比分析,建立了电化学容量评价方法。又根据氢化物电极的结构及放电过程,推导出多孔氢化物电极的极化方程,并进行实验验证。 作者对RE(NiCoMnTi)_5贮氢合金(RE=La_(1-x-x-y-z)Ce_xNd_yPr_z)中La,Ce,Nd和Pr含量及比例对其电化学性能的影响首次进行了系统的研究。为描述其综合效应,引入成分约束条件,作出综合电化学性能图,为筛选最佳的稀土成分提供依据。由于纯La,Ce,Nd和Pr价格昂贵,工业化生产中不宜直接采用纯稀土金属来配制电极合金。本研究进一步采用富镧混合稀土和富铈混合稀土按适当比例配制,以获得最佳合金成分,采用Rietveld方法对系列合金进行精细结构分析结果表明,合金仍保持母体合金LaNi_5的CaCu_5型六方晶系结构;合金中La,Ce,Nd,Pr(la)-Ni,Co,Mn,Ti(2c)键长对电化学容量起决定作用。 在优化A侧的基础上,进一步研究ABr合金中r值对电化学性能的影响,结果表明,超化学计量比(r=5.3)的合金具有较高的放电容量和较小的循     

镀覆处理对LiNiAl合金贮氢性能影响

用化学镀法和酸性镀法在LaNi4.75Al0.25材料颗粒表面镀覆铜膜,然后压制成块。处理后材料的放氢速度、导热性能、抗粉化效果有显著提高,其中酸性镀得到的颗粒与化学镀得以的颗粒在元素分布、成分、吸氢量、抗粉化效果等上有较大差别,因此压块的放氢动力学和抗粉化效果也不同。     

一种新型稀土贮氢合金MINi4.7AIo.3的贮氢性能

研究了新型稀土合金ＭｌＮｉ４－７Ａｌ０．３的ＰＣＴ性能、动力学特性,活化性能、循环性能、抗Ｏ２毒化性能,并与ＬａＮｉ５合金进行了比较,结果表明,ＭｌＮｉ４．７Ａｌ０．３活化性能、循环稳定性、抗Ｏ３毒化性能均优于ＬａＮｉ５,是一种具有应用前景的稀土贮氢合金。     

一种新型稀土贮氢合金MlNi_(4.7)Al_(0.3)的贮氢性能

研究了新型稀土合金MlNi_(4.7)Al_(0.3)的PCT性能、动力学特性、活化性能、循环性能、抗O_2毒化性能.并与LaNi_5合金进行了比较,结果表明,MlNi_(4.7)Al_(0.3)活化性能、循环稳定性、抗O_2毒化性能均优于LaNi_5,是一种具有应用前景的稀土贮氢合金。     

富铈稀土系低温贮氢合金的制备及性能研究

采用真空快淬法研究制备了富铈稀土系低温贮氢合金,考察了3种不同组成合金的放电性能.结果表明,Mm(NiCoAlMn)_(4.95)舍金大电流放电性能较好;添加微量元素后,可以2提高其0.7C放电比容量、放电平台以及改善循环性能.经循环伏安性能测试发现,氢在合金电极中的扩散系数(D_H=3.90×10~(-8)cm~2/s)较大;XRD分析显示合金具有单一CaCu_5型相结构,晶粒尺寸小于50nm.用此合金组装的D8500型镍氢电池在-40℃、0.2C电流条件下,放电容量达到常温放电容量的70.72%.以1C电流充放电400次,电池容量保持率为93%,完全满足低温镍氢电池的要求.     

高功率型和低温型镍氢电池用掺硼贮氢合金的研究

Ni/MH电池负极的高倍率性能和低温放电性能的提高应当受到重视，采用廉价的硼镍合金（B-Ni)作为掺硼添加剂，有效地改善常用MlNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3贮氢合金的高倍率性能和低温放电性能，实验结果表明，掺硼合金由于形成含CeCo4B相的复相结构可显著提高合金的电化学动力学性能，掺硼的MlNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3B0.3合金能够满足高功率型Ni/NH电池的高倍率性能和低温型Ni/MH电池在低温-35℃下的小倍率放电（≤120mA/g)的要求。     

稀土基AB2型金属氢化物电极衰变机理的探索

用真空电弧熔炼合成了稀土基AB2型合金.真空电弧合成的稀土基AB2型合金不具有LavesPhase的单相结构,而是由多相组成.用XRD、SEM和XPS对多次充/放电循环后电极合金结构、形貌进行了分析,用ICP-AES分析电介质溶液中电极合金组成元素的含量,探索了稀土基AB2型合金作为金属氢化物电极的衰变机理.实验结果表明腐蚀是稀土基AB2型合金氢化物电极合金结构变化和电化学性能衰变的主要原因.     

A comparison study of hydrogen storage properties of as-milled Sm5Mg41 alloy catalyzed by CoS2 and MoS2 nano-particles

The influences of the catalysts of CoS₂ and MoS₂ nano-particles on microstructure and hydrogen storage behaviors of as-milled Sm₅Mg₄₁ alloy have been compared in this work. The Sm₅Mg₄₁ + 5 wt.% M (M = CoS₂, MoS₂) alloys were prepared by milling the mechanical ground as-cast Sm₅Mg₄₁ alloy powders (particle size ≤ 75 μm) with 5 wt.% CoS₂ or MoS₂ nano-particles (particle size ≤ 30 nm), respectively. The results demonstrate that the CoS₂ and MoS₂ nanoparticles are embedded into the alloy surface, which is nanostructure containing some crystal defects, such as dislocation, grain boundary and twin etc. Those microstructures play a beneficial role in reducing the total potential barrier that the hydrogen absorption or desorption reactions must overcome, hence improving the hydrogen storage kinetics of the alloys. The as-milled alloys are composed of Sm₅Mg₄₁ and SmMg₃ phases, and ball milling refines their crystal grains. The MgH₂ and Sm₃H₇ phases appear after hydrogenation, while Mg and Sm₃H₇ phases exist after dehydrogenation. The dehydriding activation energy of M = CoS₂ and MoS₂ alloys are 101.67 and 68.25 kJ/mol H₂ respectively. The initial hydrogen desorption of M = CoS₂ and MoS₂ alloys are 252.9 °C and 247.8 °C. The hydrogenation and dehydrogenation enthalpy changes of M = MoS₂ alloy are a little smaller than that of M = CoS₂ alloy. Therefore, the catalyst MoS₂ can improve the as-milled Sm₅Mg₄₁ alloy in hydrogen storage property more effectively than CoS₂.     

Effect of substituting B for Ni on electrochemical kinetic properties of AB5-type hydrogen storage alloys for high-power nickel/metal hydride batteries

In this paper, the structure and electrochemical kinetic properties of MmNi_3.70−xMn_0.35Co_0.60Al_0.25B_x (x = 0.00, 0.10, 0.15, 0.20, 0.25) hydrogen storage alloys prepared by inductive melting have been systematically studied. The X-ray diffraction (XRD) shows that the alloys with B have not only LaNi₅ phase, but the secondary phase with CeCo₄B-type structure. The amount of the secondary phase and the plateau pressure of pressure-composition (P-C) isotherms gradually increase with the increase of B content. As x increases from 0.00 to 0.25, the high-rate dischargeability (HRD) of alloy electrodes first increases and then decreases. When x = 0.20, the HRD value reaches the maximum—63.1% at 1500 mA/g discharge current density. Electrochemical kinetic measurements indicate that the superior HRD of alloy electrodes is ascribed to their high surface electrocatalytic activity and fast hydrogen transfer in the bulk of alloys. The substitution of Ni with B in suitable amount could improve the kinetic properties of rare earth-based AB₅-type alloys because of the formation of the secondary phase.     

稀土改性剂对玻璃纤维-SiO2/聚四氟乙烯复合材料性能的影响

采用不同的稀土改性剂（La、Ce、Pr、Nd和Sm）对SiO₂和玻璃纤维（GF）进行改性处理,SiO₂含量为55wt%,GF含量为2wt%。填料改性处理后与聚四氟乙烯（PTFE）分散液在高速分散机中混合,然后通过热压烧结法制得GF-SiO₂/PTFE复合材料。考察了不同的稀土改性剂对GF-SiO₂/PTFE复合材料吸水性、介电性能、热膨胀系数和力学性能的影响。采用FTIR手段对稀土La改性剂,未改性的填料和改性后的填料结构进行了测试。并用SEM和EDS对复合材料的断口形貌及表面处理前后填料的形貌进行观察和能谱分析。结果表明：由于稀土La的电子层结构比其他轻稀土更稳定,对阴离子的吸引作用比其他轻稀土强,稀土La改性剂比其他的稀土改性剂能更好地促进填料GF与PTFE界面粘合,改善GF-SiO₂/PTFE复合材料性能。GF-SiO₂/PTFE复合材料的介电性能受到La含量的影响,当La含量为0.3wt%时介电性能最佳。     

LaNi4.7Al0.3贮氢合金PCT与动力学性能研究

在不同的准等温和变化的压力条件下,对LaNi4.7Al0.3贮氢合金的氢化/脱氢动力学进行了PCT模型的模拟研究。一个理想的合金氢化/脱氢反应动力学方程是设计反应过程单元的重要工具。根据多项式PCT方程与形核成长模型得到适合于LaNi4.7Al0.3贮氢合金氢化/脱氢动力学的模型方程。该合金PCT平台区斜率较大,将平台区按氢化/脱氢量划分为3个区域,利用Vant’Hoff方程计算出各区域反应焓变和熵变。模拟研究结果表明,该模型方程中活化能Ea=32kJ/mol,Avrami指数n的取值范围为1.1～1.33时,计算曲线与实验结果能较好地吻合,氢化/脱氢过程由反应初期的一维形核长大控制向后期的低维扩散控制转变。     

退火对稀土系AB5低钴贮氢合金性能的影响

研究了600与900℃两种温度退火对低钴贮氢合金MI（NiMnAlCuFeSnZn）4.7CO0.3的微观结构、组织以及电化学性能的影响。XRD分析表明退火降低了合金的晶格应力和缺陷，同时使得合金的单胞体积增大。电化学测试结果表明，退火处理后合金的放电容量有所提高，循环稳定性有所改善。     

具可变价态稀土氧化物对Mg2Ni合金储氢性能的催化作用

采用球磨法制备Mg2Ni-Ni-5%RExOy(CeO2,Nd2O3,Tb4O7)复合材料。通过XRD,SEM,面扫描能谱分析,电化学及动力学测试系统研究材料的组织及储氢性能。结果表明:添加稀土氧化物后复合材料的结晶程度降低,稀土氧化物催化剂在合金表面分布均匀。复合材料的最大放电容量明显提高,含Tb4O7样品室温下最大放电容量达871mAh·g-1,且具有较高循环稳定性。CeO2及Tb4O7催化剂可有效提高合金电极表面电荷转移能力,增大氢原子在合金内部的传输速率。稀土氧化物催化剂还可提高复合材料的气态吸氢容量,其中含Tb4O7样品的吸氢量最高,在250℃时吸氢量达到2.02%(质量分数),但在较低温度时吸氢速率稍慢。稀土氧化物的催化作用主要与稀土离子的变价特性有关,离子的易变价性越强,则催化活性越高。催化活性由大到小的顺序为Tb4O7>CeO2>Nd2O3。     

AlSi5合金的制备

铝硅合金是一种典型的共晶合金,组织中的β相的性能与纯硅相似,在常规铸态条件下,共晶硅呈片状,初晶硅呈多角形块状和板状.硅相很脆,大大降低了合金的强度和塑性.因此,AlSi合金的性能和β相的形态与分布密切相关,尤其对于Si含量高的AlSi合金.本文综述了各种改善A1Si合金性能的制备方法(包括变质熔炼、快速凝固以及粉末冶金方法等),比较了各种方法制得材料的组织性能特点.同时研究了铸态和加工态AlSi5合金的组织结构特点.实验结果表明,经过轧制+退火处理后,α相晶粒尺寸＜50μm,α相和硅相的分布得到改善.     

纳米晶稀土贮氢合金的研究

用双辊快淬工艺制备了纳米晶AB5型富镧稀土贮氢合金。对热处理后的合金进行X射线衍射和扫描电镜SEM分析，并测试合金的吸放氢等温平衡曲线PCT。结果表明，处理的合金晶粒尺寸〈50nm，该合金具有良好的吸放氢动力学性能。