软测量技术在钕铁硼氢粉碎工艺过程中的应用

氢粉碎工艺是制备高性能钕铁硼产品的必备手段,针对钕铁硼氢粉碎的原理和工艺过程,提出了利用软测量技术在线监测钕铁硼氢粉碎过程,从而优化氢粉碎工艺过程、缩短生产周期的思路与方法.详细阐述了软测量模型的建立方法,并通过MATLAB实现了模型的仿真验证.     

平行控制理论在钕铁硼氢粉碎控制系统中的应用

钕铁硼(NdFeB)氢粉碎系统具有非线性、多变量、耦合、钕铁硼合金粉碎状态不可在线测量等特点,优化控制进展缓慢,本文基于平行控制理论,建立钕铁硼氢粉碎过程的平行控制系统。文章阐述了钕铁硼氢粉碎过程的平行控制系统的研究思路,重点阐述了该系统中人工系统的构建方法,分析了人工系统和实际系统的相互作用,为复杂系统优化控制探索了一种新思路。     

钕铁硼氢爆工艺吸氢过程动态机理建模与仿真

基于钕铁硼(NdFeB)氢爆工艺中吸氢现象与反应过程中合金温度、反应炉内压力及合金的成分与形态等因素相关,且具有非线性、时滞、耦合和参数时变等特性,在深入分析氢爆碎工艺中吸氢过程特点的基础上,从化学反应动力学、物料平衡、能量平衡和扩散理论等方面分析吸氢过程的机理,采用状态空间方程的思想构建吸氢过程的动态机理模型,通过MATLAB仿真实验和氢碎炉现场实验对比分析来验证模型的合理性,结果表明,该模型能够较好的逼近实际系统,具有一定的可行性,并为后续的氢爆过程优化控制研究建立了基础。     

合金化对Ti-Cr基储氢合金性能的影响

由Ti-Cr基合金的二元相图出发，综述了Ti-Cr基合金的储氢性能，并重点介绍了多元合金化对其储氢性能的影响。合金TiCr1.8中存在BCC和Laves相，吸氢量随温度的升高而有所下降。Zr取代合金中的部分Ti使合金的晶胞参数增大，同时合金的吸氢量增加，平台压力降低，平台区变短。V取代合金中的部分Cr也使合金的吸氢量增加，吸放氢过程中的滞后效应增加。Fe，Mn，Cu，Ni对合金的性能也有一定影响。相同的退火时间下，TiCrV合金的吸氢量随退火温度的升高而增加。     

铁取代部分铬对TiVCrMn合金储氢性能的影响

38Ti-30V-18Mn-14Cr合金具有比较大的吸氧量,但是其放氢平台太低,尤其是有效放氢量太少.Fe有利于合金放氢平台提高,所以本文研究了Fe取代部分Cr对该合金的吸/放氢性能的影响.X射线衍射(XRD)分析表明,随Fe取代Cr的量的增加,合金的相组成经由单一的体心立方(bcc)相逐渐转变为bcc与Laves两相共存,合金bcc相的晶格常数和晶胞体积减小.吸放氢性能曲线表明,Fe取代Cr后合金的最大吸氢量降低,但是合金的放氢平台显著升高,合金的有效放氢量增大.对于38Ti-30V-18Mn-10cr4Fe合金,在298 K吸氢、353 K放氢的条件下,有效放氢量达到最大为1.51%.     

铸态La_(2-x)Sm_xMg_(16) Ni(x=0-0.4)合金的气态储氢性能

采用真空感应熔炼技术制备了La_(2-x)Sm_xMg_(16)Ni(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)储氢合金。用X射线衍射(XRD)研究了合金吸放氢前后的相结构,用Sievert测试了合金吸放氢动力学曲线,采用Arrhenius法估算了合金吸放氢的活化能。结果表明,铸态合金的主相是La_2Mg_(17),并存在少量的第二相SmNi和Sm_5Mg_(41)。合金吸氢后形成了氢化物LaH_3和MgH_2。合金的吸氢量、吸放氢动力学随Sm替代量的增加而增加,当Sm替代量从x=0增加到x=0.4时,最大吸氢量从4.458%(质量分数,下同)增加到4.925%。在3 MPa,498 K下,10 min的吸氢量分别为:4.308%,4.342%,4.488%,4.564%,4.787%;在真空、498 K下,20 min的放氢量分别为1.684%,1.521%,1.779%,1.666%,2.131%。Sm替代对合金吸放氢动力学性能的改善主要归因于Sm使合金的活化能降低。随着合金中Sm替代量的增加,合金生成焓ΔH的绝对值及吸氢平台压先减小后增加。制备合金中,La_(1.7_Sm_(0.3)Mg_(16)Ni合金的生成焓ΔH的绝对值最小,为-53.07 k J·mol-1。     

硼的添加对Mg2Ni储氢合金吸放氢性能的影响

镁系储氢合金有着价格低廉、储氢量大等优点,作为机载储氢材料有着广泛的应用前景,但其过高的氢分解温度,过慢的分解速度等缺点制约着实际应用.采用机械球磨制备出Mg2 Ni-xB(x =0％,1％,5％,10％,15％)系列储氢合金.通过XRD分析了合金的物相结构,采用P-C-T测试仪测定了合金的吸放氢性能,研究了添加不同含量的B对Mg2Ni合金吸放氢性能的影响.研究结果表明,B的添加对合金在200和300℃下吸放氢性能的改善作用不明显,但添加B的合金在400℃下的吸氢量均较Mg2Ni高,B的添加量由1％增至15％的合金吸氢量分别为3.09％,3.00％,2.81％,2.84％,而Mg2Ni的吸氢量则只有2.60％.随着B含量的增加,含B合金吸氢量略有降低;在含B的试样中,含5％B的合金吸氢速率最大,仅需180 s便能完成吸氢.所有含B合金的放氢平台均较Mg2Ni高且较为平坦.本次实验表明,B的添加量对合金性能的提升存在一个最优值,本次实验结果显示,添加5％B相对较好地改善合金的储氢性能,提高合金吸氢量和放氢平台压的同时能保持较快的吸氢速率.     

Ti-Mn系AB_2型Laves相储氢合金研究

以AB_2型Laves相储氢材料Ti-Zr-Mn-Cr-V-Fe为基础,系统研究了A侧和B侧元素比例调整对合金储氢容量、平台特性等的影响。结果表明,随着A/B的增大,合金吸氢容量明显增大,吸放氢平台压力降低,滞后减小,平台斜率有所增大。这种现象可通过"局域环境模型"来解释,而合金吸氢容量随A/B比值的增大而增大的现象还与合金DEC(d-electron concentration)值的降低有关。随着B侧Mn/V-Fe比值的增大,合金平台压力升高,平台斜率和滞后均有所降低,吸氢容量也略有降低,这是合金中具有较大d电子数的Mn元素增多造成高Mn/V-Fe比合金的DEC值较大导致的。Fe/Mn值增大,则会导致平台压力明显升高,合金吸氢容量降低,平台斜率明显减小,吸放氢滞后也略有降低。最终优化出综合储氢性能良好的TiZr_(0.02)Mn_(1.50)Cr_(0.05)(V-Fe)_(0.43)Fe_(0.02)合金,该合金25℃吸氢,合金的有效储氢容量为1.73%(质量分数)。     

添加剂CeO_2对La_2Mg_(17)-50% Ni储氢性能的影响

研究了球磨添加CeO2对La2Mg17-50%(质量分数,下同)Ni复合合金的相结构和储氢性能的影响,并对合金的形貌和吸放氢性能进行了检测。XRD结果表明,球磨加入CeO2后,在La2Mg17-50%Ni合金中除了Mg2Ni和Ni相外,产生Ce Mg12相。SEM形貌图清晰地看见CeO2附在La2Mg17-50%Ni合金表面上呈白色小颗粒。吸氢动力学性能表明,加入CeO2后,使La2Mg17-50%Ni合金的最大吸氢量从3.298%增加到3.594%。添加CeO2后合金的最佳饱和吸氢温度降为200℃(3 MPa),且吸氢动力学性能提高至1 min内的吸氢量达到3.382%,是其最大吸氢量的94%。然而,CeO2在放氢过程中的积极作用并不明显。     

钛钼合金吸氢前后力学性能变化研究

对吸氢前后的钛钼合金开展了力学性能研究,获得了其微观结构力学性能的检测数据,反映了合金在微观领域内弹性和塑性变形的特征。结果表明:在4.903N试验力下,钛钼合金吸氢前的维氏显微硬度HV_(0.5)平均值为332,吸氢后的HV_(0.5)平均值则为419。钛钼合金吸氢前后的抗压强度均大于1 730 MPa,试验最大负荷为50kN。钛钼合金吸氢前后力学性能发生变化是由其物相变化引起的。     

锆钒铁合金的吸放氢性能及相结构研究

研究了活化温度和活化保温时间对ZrVFe合金吸放氢性能的影响,并采用XRD分析ZrVFe合金吸放氢反应前后的相结构变化。测定了ZrVFe合金吸放氢过程的P-C-T曲线,采用范德霍夫方程计算出合金吸、放氢的标准焓ΔH~Θ和标准熵ΔS~Θ,并由此外推出该合金在室温下的吸氢平衡压在10~(-8)Pa左右,放氢平衡压在10~(-10)Pa左右。此外,ZrVFe合金还有良好的抗粉化性能和抗空气毒化性能。     

Ti/Cr比对(VFe)50Ti26-xCr24+x(0≤x≤2.0)储氢合金吸放氢性能的影响

为研究不同Ti/Cr比对(VFe)50Ti26-xCr24+x(0≤x≤2.0)储氢合金吸放氢性能的影响规律,采用FeV80中间合金制备了低成本储氢合金并系统研究了储氢合金的吸放氢性能及组织结构.PCT及XRD实验结果表明:随着Ti/r比的降低(x的增加),合金的吸放氢量均呈现减小的趋势,放氢平台压则不断增大,所有的合金均由主相BCC及稀土氧化物CeO2相组成,主相BCC的晶格常数随着Ti/Cr比的降低而减小.     

急冷对Ti_(0.32)Cr_(0.345)V_(0.25)Fe_(0.03)Mn_(0.055)合金储氢性能的影响

为了研究急冷对储氢合金残余氢量的影响,利用真空电弧熔炼炉和铜模喷铸制备了Ti_(0.32)Cr_(0.345)V_(0.25)Fe_(0.03)Mn_(0.055)合金,采用XRD、PCT(压力-容量-温度)、TG/DTA等手段分析了急冷对储氢合金吸放氢性能的影响。结果表明,铸态合金和急冷合金均由BCC固溶体主相和Laves第二相组成;急冷对首次吸氢动力学行为影响较大,由铸态时的化学反应控制变为急冷时的新相晶核形成长大控制;急冷后,合金吸放氢平台压得到提高,且吸氢起始点左移,但吸放氢滞后性增大。TG/DTA曲线表明,急冷并没有改变合金的残余氢量,但氢化物放氢温度升高。     

LaNi3.8Al0.75Mn0.45Zrx（x=0,0.05,0.1）合金的贮氢及抗粉化性能

添加少量Zr能增大LaNi3.8Al0.75Mn0.45合金氢化反应的焓变, 从而降低其室温的吸氢平台压力, 但吸氢量变化不显著, 合金表现出了与LaNi3.8Al0.75Mn0.45合金相当的贮氢性能.而Zr元素的添加使得LaNi3.8Al0.75Mn0.45Zr0.05合金中形成了多种非吸氢的杂质相, 同时由于Zr固溶到基体中提高了基体的强度, 合金的抗粉化性能得到了很大的提高.     

钕铁硼永磁材料腐蚀机理及表面防护技术现状

综合论述钕铁硼永磁材料的物相组成、腐蚀机理以及表面防护工作,阐述了钕铁硼永磁材料高温氧化、湿热吸氢和电化学腐蚀的腐蚀特性以及电镀、化学镀该领域应用现状以及这些技术的基本原理、技术特点、研究现状及发展趋势。     

Zr-1Nb合金在氢氧化锂溶液中的吸氢性能研究

研究了Zr-1Nb合金管材在氢氧化锂溶液中经350℃,16．5MP条件下渗氢后的吸氢性能。结果表明：Zr-1Nb合金管材的吸氢速率随渗氢时间的增加而加快,验证了Zr-1Nb合金的吸氢动力学曲线也具有其氧化增重类型的特点,即随着渗氢时间的延长,有吸氢速率突增的转折点。对比Zr-4合金的吸氢行为,可以看出Zr-1Nb合金的抗吸氢能力比Zr-4合金要强,这是因为Zr-1Nb合金中的合金元素Nb在一定LiOH溶液浓度和渗氢时间范围内有提高其抗吸氢能力的作用。     

专利信息

吸氢合成粉及其制备方法　本发明涉及吸氢合金的一种表面处理方法。通过该处理方法 ,可以增强合金粉表面对氧化膜、水或吸收气体的抗毒性 ,从而使合金粉的活化处理变得更容易。在本方法中 ,抗毒性增强的原因是 :当吸氢合金被压碎或处于粉末状态时 ,或者当通过迅速冷却和固化把吸氢合金制成粉末时 ,在包含ＳＦ6气体的一种气氛中 ,吸氢合金粉表面形成了一层至少包含硫化物和氟化物之一的保护膜。上述方法还包括 :把吸氢合金盛放在一个容器中 ,在氢气气氛下进行加氢压碎的过程 ;从容器中抽出气体的脱氢过程 ;以及在一个包含ＳＦ6气体气氛的容器…     

烧结钕铁硼永磁材料制备工艺的研究进展

对当前烧结钕铁硼永磁体制备工艺中速凝铸带、氢碎、烧结和热处理以及添加合金元素等工序进行了介绍,并对其研究进展进行综述。同时,对烧结钕铁硼永磁体行业可能的发展方向进行了展望。     

氢爆工艺及其对钕铁硼磁体性能的影响

文章介绍了钕铁硼合金薄带的氢爆反应原理、生产工艺、较传统工艺的优点及能够对其产生影响的因素。对比了氢爆工艺与传统工艺对磁体性能及结构的影响。阐述和分析了氢爆工艺和气流磨制粉工艺在目前钕铁硼磁体生产过程中的重要性。     

Ti部分替代Zr对ZrNi0.6Co0.4合金储氢特性的影响

ZrNi与ZrCo合金具有高储氢量、抗杂质气体毒化能力较强、吸放氢速率快等优点,用于氚处理材料有广阔的应用前景,但ZrNi与ZrCo在高温高压下容易发生歧化反应这一缺点制约其实际应用。采用Sievert’s体积法测量合金的PCT(压力-容量-温度)曲线以及歧化动力学曲线以研究用Ti替代Zr对ZrNi0.6Co0.4合金储氢特性的影响,并采用X射线衍射物相分析(XRD)对合金在歧化反应前后的物相进行分析。研究表明,用Ti替代Zr后ZrNi0.6Co0.4合金随Ti含量的增大,其吸氢平台压增大。通过Van’t Hoff方程拟合并计算出Ti0.05Zr0.95Ni0.6Co0.4,Ti0.1Zr0.9Ni0.6Co0.4和Ti0.2Zr0.8Ni0.6Co0.4室温下的吸氢平台压分别为0.0146,0.0244和0.2960 Pa。TixZr1-xNi0.6Co0.4合金随Ti含量的增大,合金在773 K下发生歧化反应变得缓慢。合金吸氢平台压提高后,合金要发生歧化反应需要更高的温度作为驱动力,因此合金抗歧化性能随Ti含量的增大得到提高。