铸态及快淬态La_2Mg(Ni_(0.85)Co_(0.15))_9B_x(x=0~0.2)贮氢合金的微观结构与电化学容量(英文)

用铸造及快淬工艺制备了La-Mg-Ni系(PuNi3型)贮氢合金La2Mg(Ni0.85Co0.15)9Bx(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2),分析测试了铸态及快淬态合金的微观结构与电化学容量,研究了硼及快淬工艺对合金微观结构及电化学容量的影响。结果表明,铸态合金具有多相结构,包括(La,Mg)Ni3相(PuNi3型)、LaNi5相,一定量的LaNi2相和微量的Ni2B相,经快淬处理后Ni2B相消失。硼的加入对铸态及快淬态合金的容量产生不同的影响,铸态合金的容量随硼含量的增加而单调下降,而快淬态合金的容量随硼含量的增加有一极大值。快淬处理对含硼及不含硼合金的容量也有不同的影响,随淬速的增加,不含硼合金的容量单调下降,而含硼合金的容量可以获得一个极大值。     

铸态及快淬态La2Mg(Ni0.85Co0.15)9Bx(x=O～O.2)贮氢合金的微观结构与电化学容量

用铸造及快淬工艺制备了La-Mg-Ni系(PuNi3型)贮氢合金La2Mg(Ni0.85Co0.15)9Bx(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2),分析测试了铸态及快淬态合金的微观结构与电化学容量,研究了硼及快淬工艺对合金微观结构及电化学容量的影响.结果表明,铸态合金具有多相结构,包括(La,Mg)Ni3相(PuNi3型)、LaNi5相,一定量的LaNi2相和微量的Ni2B相,经快淬处理后Ni2B相消失.硼的加入对铸态及快淬态合金的容量产生不同的影响,铸态合金的容量随硼含量的增加而单调下降,而快淬态合金的容量随硼含量的增加有一极大值.快淬处理对含硼及不含硼合金的容量也有不同的影响,随淬速的增加,不含硼合金的容量单调下降,而含硼合金的容量可以获得一个极大值.     

铸态及快淬态La2Mg（Ni.85Co0.15）9Bx（x=0～0.2）贮氢合金的微观结构与电化学容量

用铸造及快淬工艺制备了La-Mg-Ni系（PuNi3型）贮氢合金La2Mg（Ni.85Co0.15）9Bx（x=0,0．05，0．1，0．15，0．2），分析测试了铸态及快淬态合金的微观结构与电化学容量，研究了硼及快淬工艺对合金微观结构及电化学容量的影响。结果表明，铸态合金具有多相结构，包括（La，Mg）Ni3相（PuNi3型）、LaNi5相，一定量的LaNi2相和微量的Ni2B相，经快淬处理后Ni2B相消失。硼的加入对铸态及快淬态舍金的容量产生不同的影响，铸态合金的容量随硼含量的增加而单调下降，而快淬态含金的容量随硼含量的增加有一极大值。快淬处理对含硼及不含硼合金的容量也有不同的影响，随淬速的增加，不含硼合金的容量单调下降，而含硼合金的容量可以获得一个极大值。     

铸态和快淬态Mg_(20-x)La_xNi_(10)(x=0～6)合金的结构及贮氢性能

用铸造及快淬工艺制备了Mg2Ni型Mg20-xLaxNi10(x=0、2、4、6)贮氢合金。用XRD、SEM、HR-TEM分析了铸态及快淬态合金的微观结构,结果发现,在快淬无La合金中没有出现非晶相,但快淬含La合金显示了以非晶相为主的结构。用DSC研究了快淬合金的热稳定性,表明La含量及快淬对非晶相的晶化温度影响很小。应用Sieverts装置研究了铸态及快淬态合金的吸放氢动力学,发现铸态合金的吸放氢量及动力学随La含量的增加显著改善,且快淬显著地改善了(x=2)合金的吸放氢动力学。电化学测试的结果表明,铸态合金的放电容量随La含量的增加而增加,(x=2)合金的放电容量随淬速的增加而增加。La替代Mg显著地提高了铸态及快淬态合金的循环稳定性。     

Pr替代La对La-Mg-Ni系A_2B_7型电极合金微观结构及循环稳定性的影响

为了改善La-Mg-Ni系A2B7型电极合金的电化学循环稳定性,用Pr部分替代合金中的La,并用熔体快淬技术制备了La0.75-xPrxMg0.25Ni3.2Co0.2Al0.1(x=0、0.1、0.2、0.3、0.4)电极合金。用XRD、SEM、TEM分析了铸态及快淬态合金的微观结构,测试了铸态及快淬态合金的电化学循环稳定性,研究了Pr替代La对合金微观结构及循环稳定性的影响,探讨了合金电极在电化学循环过程中的失效机理。结果表明,铸态及快淬态合金均具有多相结构,包括2个主相(La,Mg)Ni3及LaNi5和一个残余相LaNi2。Pr替代La使(La,Mg)Ni3明显增加而LaNi5减少。电化学测试的结果表明,合金的循环稳定性随Pr替代量的增加而增加。导致合金电极失效的主要原因是电极表面被电解液剧烈腐蚀以及合金电极在电化学循环过程中的粉化。     

熔体快淬对纳米晶和非晶Mg20Ni10-xCox(x≈0～4)合金电化学贮氢性能的影响

为了改善Mg2Ni型合金的电化学贮氢性能,用Co部分替代合金中的Ni.用快淬工艺制备了纳米晶和非晶Mg20Ni10-xCox(x=0、1、2、3、4)贮氢合金,分析了铸态及快淬态合金的微观结构,测试了合金的电化学贮氢性能.研究了Co替代Ni及快淬工艺对合金电化学贮氢性能的影响.结果表明,Co替代Ni不改变合金的Mg2Ni主相,但形成了第二相MgCo2.在快淬(x=0)合金中没有发现非晶相,但快淬(x=4)合金显示了纳米晶、非晶结构,表明Co替代Ni提高了Mg2Ni型舍金的非晶形成能力.熔体快淬显著的改善了合金的电化学贮氢性能,合金放电容量和电化学循环稳定性均随淬速的增加而增加.     

快淬纳米晶Mg_2Ni型合金的贮氢性能

为了改善Mg2Ni合金的贮氢性能,用Cu部分替代合金中的Ni,用快淬工艺制备了纳米晶Mg2Ni型Mg20Ni10-xCux(x=0、1、2、3、4)合金。用XRD、SEM、HRTEM分析了铸态及快淬态合金的微观结构;用自动控制的Sieverts设备测试了合金的吸放氢动力学性能;用程控电池测试仪测试了合金电极的电化学贮氢性能。结果表明,所有的快淬态合金具有纳米晶结构,Cu替代Ni及快淬处理没有改变合金的Mg2Ni型主相。合金的吸放氢容量及动力学随淬速的增加而增加。此外,快淬处理显著地提高了合金的电化学贮氢容量,但使循环稳定性下降。     

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%。     

快淬La-Mg-Ni系贮氢电极合金的结构与电化学性能

铸态及快淬态La2Mg(Ni0 85Co0.15)9Cr01贮氢电极合金主要由(La,Mg)Ni3相(PuNi 3型结构),LaNi5相以及少量的LaNi2相组成,各相的含量与淬速有关.与铸态合金相比较,快淬态合金放电平台电压降低,快淬使合金的循环寿命都有不同程度的提高.铸态和快淬态合金均具有良好的活化性能.     

快淬纳米晶/非晶Mg2-xLaxNi（x=0～0.6）电极合金的电化学贮氢性能

为了改善Mg2Ni型合金的电化学贮氢性能,用La部分替代Mg,并用铸造及快淬工艺制备了Mg2-xLaxNi（x=0、0.2、0.4、0.6）电极合金,获得长度连续,厚度约为30μm,宽度约为25mm的薄带。用XRD、SEM和HRTEM分析了快淬合金薄带的微观结构,测试了合金薄带的电化学性能、电化学交流阻抗谱（EIS）及氢在合金中的扩散系数（D）。结果发现,在快淬无La合金中没有出现非晶相,但快淬La替代合金显示了以非晶相为主的结构,表明La替代Mg提高了合金的非晶形成能力。当x≤0.2时,La替代Mg不改变合金的Mg2Ni型主相,但出现少量的LaMg3及La2Mg17相。La替代及快淬明显改善合金的电化学贮氢性能。其中,Mg2La0.2Ni合金具有最佳的综合电化学性能。当淬速从0m/s（铸态被定义为淬速0m/s）增加到30m/s时,Mg2La0.2Ni合金的放电容量从197.2mAh/g增加到406.5mAh/g,20次充放循环后的容量保持率从52.7%增加到81.4%,高倍率放电能力从48.3%增加到56.8%,氢扩散系数（D）从8.12×10-12cm2/s增加到1.80×10-11cm2/s。     

快淬对AB2型贮氢合金电化学性能与微观结构的影响

为了改善AB2型Laves相贮氢合金的电化学性能,对AB2型Ti基及Ti-Zr基贮氢合金进行快淬处理。用XRD和SEM分析了铸态及快淬态合金的相结构,并观察了合金的微观组织形貌。研究了快淬工艺参数对AB2型Laves相贮氢合金的电化学性能及微观结构的影响。研究的结果表明快淬对AB2型Laves相贮氢合金电化学性能的影响与合金的成分密切相关。对Ti基合金,随淬速的增加,合金的容量显著提高,在一定淬速下出现极大值。快淬对合金的活化性能基本没有影响,合金的循环稳定性有所改善但不显著;对Ti-Zr基合金,随淬速增加,合金的循环稳定性得到大幅度提高,而合金的容量及活化性能明显降低。快淬使AB2型贮氢合金电化学性能发生变化的根本原因是合金的微观结构发生了变化。     

Fe替代Co对AB5型电极合金微观结构及电化学性能的影响

用铸造及快淬工艺制备了稀土基AB5型Mm(NiMnSiAl)4.3 Co0.6-xFex(x=0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6)贮氢电极合金,测试了合金在铸态及快淬态下的微观结构与电化学性能.研究了Fe替代Co对铸态及快淬态贮氢合金微观结构及电化学性能的影响.研究结果表明,Fe替代Co对铸态及快淬态合金的相结构没有明显影响,但对合金的电化学性能产生显著影响.对铸态及快淬态合金,随Fe替代量的增加,合金的容量下降,但合金的循环寿命得到不同程度的改善.Fe替代Co对快淬态合金循环寿命的改善更加显著,导致这一结果的主要原因是Fe替代Co使快淬态合金的微观组织显著细化.     

Effect of substituting Ni with Cu on the cycle stability of La0.7Mg0.3Ni2.55−xCo0.45Cux (x = 0–0.4) electrode alloy prepared by casting and rapid quenching

In order to improve the cycle stability of the La–Mg–Ni system (PuNi₃-type) hydrogen storage alloy, Ni in the alloy was partly substituted by Cu. Hydrogen storage alloys La_0.7Mg_0.3Ni_2.55−xCo_0.45Cu_x (x = 0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4) were prepared by casting and rapid quenching. The effects of substituting Ni with Cu and the quenching rate on the microstructures and the cycle stability of the as-cast and quenched alloys were investigated in detail. The results obtained by X-ray diffraction show that the as-cast and quenched alloys have a multiphase structure, including the (La, Mg)Ni₃ phase, the LaNi₅ phase and the LaNi₂ phase, and the amount of the LaNi₂ phase increased with the increase of the Cu content. The substitution and rapid quenching have an inappreciable influence on the phase compositions of the alloys, but both obviously changed the phase abundances of the alloys. The results derived by transmission electron microscopy confirm that the substitution of Cu for Ni is favourable for the formation of an amorphous phase in the as-quenched alloys. The results obtained by the electrochemical measurement indicate that substituting Ni with Cu improved the cycle stability. When the Cu content increases from 0 to 0.4, the cycle lives of the as-cast and rapidly solidified alloys increased from 72 cycles to 88 cycles and from 100 cycles to 122 cycles, respectively.     

制备工艺对（LaCe）1.0（NiCoMnAl）5.2高功率贮氢合金微观结构及电化学性能的影响

对铸态(LaCe)1.0(NiCoMnAl)5.2高功率合金采用热处理、快淬、快淬+热处理的工艺进行处理。合金通过XRD、SEM、EDS等分析发现无论是铸态还是快淬态合金通过热处理后其相组成和成分组成都变得更加均匀。电化学测试结果表明,不同制备工艺对合金的活化性能无明显影响。铸态合金表现出良好的高倍率性能,其1、3、5和10C HRD分别达到95%、76%、72%和35%。热处理后的铸态合金的循环性能提高,但合金的高倍率性能降低。快淬使合金的各项性能均降低,快淬态合金通过热处理后循环性能显著提高,50次容量保持率达到96.7%,其高倍率性能和铸态合金相当。     

Effect of rapid quenching on the microstructures and electrochemical characteristics of La0.7Mg0.3Ni2.55−xCo0.45Alx (x = 0–0.4) electrode alloys

A new type of hydrogen storage alloy La_0.7Mg_0.3Ni_2.55−xCo_0.45Al_x (x = 0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4) with a PuNi₃-type structure (R− 3m) were prepared by casting and rapid quenching. The effects of the rapid quenching on the microstructures and electrochemical performances of the specimen alloys were investigated in detail. The results obtained by XRD, SEM and TEM show that the as-cast and quenched alloys have a multiphase structure, including the (La, Mg)Ni₃ phase, the LaNi₅ phase and the LaNi₂ phase. The rapid quenching had an inappreciable influence on the phase composition of the alloys, but it obviously changed the phase abundance of the alloys. The rapid quenching can significantly improve the compositional homogeneity and markedly decrease the grain size of the alloys. The results obtained by the electrochemical measurements indicate that the rapid quenching obviously enhanced the cyclic stability of the alloys, but it decreased the discharge capacity and activation capability of the alloys.     

铸态La0.75Mg0.25Ni3.3Co0.2Six(x=0～0.2)电极合金的电化学与动力学性能

为了提高La-Mg-Ni系A2B7型贮氢合金的电化学循环稳定性,添加少量的Si,用铸造工艺制备了La0.75 Mg0.25 Ni3.3 Co0.2 Six(x＝0、0.05、0.1、0.15、0.2)贮氮合金,分析并测试了其微观结构和电化学性能,以及高倍率放电能力,交流阻杭等动力学性能.结果表明,合金具有多相结构,主相...     

快淬工艺对低钴AB5型贮氢合金电化学性能的影响

研究了快淬工艺对稀土基低钴AB5型LaxMm1-x（NiMnSiAlFe）4．7Co0．2（x=0、01）贮氢合金的电化学性能及其微观结构的影响。研究结果表明,快淬改善了两种合金的循环稳定性,其主要原因是快淬使合金的晶胞体积增大,且使合金的晶粒细化;快淬对La含量x=0合金的循环寿命的增加幅度尤其明显,主要是因为快淬使该合金的晶粒更为细小。La替代Mm使合金的放电容量提高,其原因是La替代Mm抑制了第二相Ce2Ni7相的形成,并使合金的晶胞体积增大。