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^...     

Sr0.95Sc0.175Nb0.025Co0.8O3-δ负载Ag0复合阴极的原位脱溶制备及性能

本文首先采用溶胶-凝胶法合成出Ag_0.05Sr_0.95Sc_0.175Nb_0.025Co_0.8O_3-δ (S_0.95SNC-Ag⁺)钙钛矿型氧化物，然后利用1%H₂O-O₂(体积分数)气氛对其进行原位脱溶，制备出Sr_0.95Sc_0.175Nb_0.025Co_0.8O_3-δ负载Ag⁰纳米颗粒(S_0.95SNC-Ag⁰)的复合阴极，并考察其作为质子导体固体氧化物燃料电池(H⁺-SOFC)阴极材料时的电化学性能。通过X射线衍射(XRD)、直流四端子法、X射线光电子能谱(XPS)对原位脱溶前后材料的晶体结构转变、电导率变化、元素价态升降及其他性质的改变进行研究。进一步制备S_0....     

添加元素及含量对Sm-Fe系合金高压气雾化粉体组织及形貌的影响

采用高压气雾化法制备了化学计量数为Sm₂Fe₁₇,Sm₂Fe₁₇Zr_0.5Nb_0.2Cu_0.2和Sm₂Fe₁₇ZrNb_0.4Cu_0.2的粉体,并利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱(EDS)元素分析研究了添加元素及含量变化对气雾化粉体粒度、形貌、表面光洁度和微观组织形貌及相组成的影响。结果表明：Sm₂Fe₁₇雾化粉体的平均粒径为54μm,内部元素分布不均匀,存在大尺寸的α-Fe相枝晶;XRD结果显示合金主相为2∶17相。随着Zr,Nb和Cu元素的添加及Zr和Nb含量的增加,气雾化合金粉体平均粒度明显降低,粉体表面光洁度提高,粉体内部微观组织均匀性也提高并得到很大程度的细化。Sm₂Fe₁₇Zr_0.5Nb_0.2     

Morphology and magnetic properties of Sm2Co7/α-Fe nanocomposite magnets produced by high energy ball milling and spark plasma sintering

In this article,the Sm₂Co₇/α-Fe nanocomposite magnets were prepared by high energy ball milling and spark plasma sintering method.The effect of soft phase content on the magnetic properties was studied.Up to 30 wt% α-Fe was added into Sm₂Co₇ matrix without the decrease of remanence.Optimal energy product(BH)max of 9.2 MGOe was obtained with 20 wt% α-Fe.TEM observation shows that the grain size of α-Fe is 20-50 nm which ensures a good coupling effect between soft and hard phase.One more thing needs to be mentioned is that there exists inter-diffusion between Sm-Co phase and α-Fe phase.Moreover,our results can also illustrate that the Sm₂Co₇/α-Fe nanocomposite magnets are able to acquire better magnetic properties than the SmCo₅/α-Fe magnets prepared by the same process due to the large domain width of Sm₂Co₇ phase.     

Sm3+/Ce3+共掺杂B2O3-Al2O3-SiO2玻璃的结构和激光吸收性能

在硼铝硅酸盐玻璃(43B₂O₃-25Al₂O₃-32SiO₂)中进行Sm³⁺/Ce³⁺共掺杂,采用固相熔融法制备(B₂O₃-Al₂O₃-SiO₂)-20Sm₂O₃-x CeO₂(x为0～6%,摩尔分数)玻璃,借助X射线衍射、扫描电镜、X射线光电子能谱、紫外-可见-近红外分光光度计等表征方法研究玻璃的结构和激光吸收性能。结果表明,所有样品均为玻璃状,Sm³⁺和Ce³⁺均匀分布。随CeO₂的摩尔分数从0增加到2%,玻璃中桥氧的摩尔分数从60.12%增加到63.82%,而当CeO₂的摩尔分数增加到6%时,桥氧的摩尔分数下降到59.41%。CeO₂摩尔分数为2%...     

LiClO4预氧化Ni0.8Co0.17Al0.03(OH)2提升锂离子电池的循环稳定性

层状高镍正极材料（LiNi_0.8Co_0.17Al_0.03O₂）因为具有高的镍含量，相比于LiCoO₂拥有更高的比容量和更低的成本，受到了大众的欢迎。然而，循环过程中容量的快速衰退阻碍了LiNi_0.8Co_0.17Al_0.03O₂的进一步商业化使用。其中，Li+/Ni2+混排现象是造成材料不良循环性能的主要原因之一。本文中，使用具有强氧化性的LiClO₄对Ni_0.8Co_0.17Al_0.03（OH）₂前驱体进行预氧化处理。X射线衍射（XRD）测试和精修结果显示，LiClO₄处理后的LiNi_0.8Co_0.17Al_0.03O₂（LiClO₄-NCA）样品有着更低的Li+/Ni2+混排程度，这与X射线光电子能谱（XPS）测试得到的正极材料中Ni2+/Ni3+结果相一致。电化学测试结果显示，LiClO₄-NCA相比于原始样品LiNi_0.8Co_0.17Al_0.03O₂（NCA）具有更优异的循环性能，1 C倍率循环100圈后，LiClO₄-NCA的容量保持率（94.3%）明显高于NCA（82.4%）。LiClO₄-NCA优异的电化学性能归因于LiClO₄促进了材料中的Ni2+转化为Ni3+，减少了阳离子混排现象，保持了更完整的层状结构。因此，LiClO₄对Ni_0.8Co_0.17Al_0.03（OH）₂前驱体进行预氧化处理可以改善材料中的Li+/Ni2+混排现象，优化层状高镍正极材料的循环稳定性。      

真空感应熔炼法高效制备SmFe12基永磁体母合金

真空感应熔炼法可缓解SmFe₁₂基永磁体母合金制备过程中Sm的氧化和挥发问题，是控制成分的有效手段。为实现真空感应熔炼法高效制备SmFe₁₂基永磁体母合金，从理论分析和实验室研究角度，研究了装料真空率、熔炼功率对Sm_0.8Zr_0.2Fe_8.5Co₂Cu_0.5Ti合金熔炼效果的影响，确定了制备工艺参数。结果表明，原料装料真空率低于10%有利于Sm的保留和金属颗粒的熔化；相较于升功率熔炼和一段式熔炼的熔炼效果，降功率熔炼效果更优。确定的最佳制备工艺参数为，装料真空率为5%时，起始熔炼功率为24～28 kW;金属加热至沸腾后，将熔炼功率降低至15 kW以下。熔炼时间为90 s时可以使金属原料充分熔化，从而实现SmFe₁₂基永磁体母合金的高效熔炼；在1 100℃下进行长达48 h的均匀化退火处理后可获得组织均匀的优质Sm_0.8Zr_0.2Fe_8.5Co     

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...     

机械活化对Nb2O5微波碳热还原的影响

利用高能球磨机和微波烧结炉研究机械活化对Nb₂O₅微波碳热还原的影响,对不同球磨时间、不同加热温度下Nb₂O₅的还原情况进行分析。使用电子显微镜(SEM)、能量色散谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)和失重率等手段研究了Nb₂O₅的还原情况和微观组织形貌。结果表明,在相同的烧结温度下,Nb₂O₅的失重率随球磨时间的延长而增加;在球磨20 h,1200℃微波烧结时,可将大部分Nb₂O₅还原成NbC,并在球磨30 h,1400℃微波烧结时,成功制得金属铌。机械活化可以加快Nb₂O₅微波碳热还原的进程,降低反应温度。     

PuNi3型Sm-Mg-Ni系合金的相结构与储氢性能

稀土-镁-镍系超晶格储氢合金结构丰富，易多相共存，不利于合金储氢规律的探索。为了进一步揭示稀土-镁-镍系超晶格储氢合金单相形成条件与储氢性能规律，本文通过分步烧结法制备了Sm-Mg-Ni系Sm_0.60Y_0.20Mg_0.20Ni_2.90Al_0.10储氢合金，并研究了合金的相结构与储氢性能。XRD与Rietveld全谱拟合结果表明Sm_0.60Y_0.20Mg_0.20Ni_2.90Al_0.10储氢合金为PuNi₃型单相结构，无杂相。SEM结果表明组成元素在合金中均匀分布，无偏析现象。Sm_0.60Y_0.20Mg_0.20Ni_2.90Al_0.10储氢合金在303 K、5 MPa氢压下一次吸/放氢即可以完全活化，303 K下PCT曲线容量为1.42%。合金的...     

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。     

Ni55Mn25Ga18Ti2高温形状记忆合金的热循环稳定性

选择双相韧化的Ni?Mn?Ga?Ti高温形状记忆合金为研究对象。制备了淬火态Ni₅₅Mn₂₅Ga₁₈Ti₂高温形状记忆合金,并对其在室温至480 ℃之间进行高达500次的相变热循环,获得了5, 10, 50, 100和500次热循环态样品。采用X射线衍射、扫描电镜、能谱仪、同步热分析仪及室温压缩等实验方法,研究了淬火态和热循环态合金样品的微观组织、相变行为、力学及记忆性能,进而分析其热循环稳定性。研究结果表明:经500次循环后,Ni₅₅Mn₂₅Ga₁₈Ti₂合金相结构和显微组织未发生明显变化,均为由非调制四方结构的板条马氏体相和面心立方富Ni的γ相组成的双相结构;随着循环次数增加,马氏体相变温度几乎不变,逆马氏体相变温度和相变滞后在循环5次后趋于稳定;抗压强度及压缩变形率波动幅度较小;形状记忆性能下降,但形状记忆应变仍保持在1.4%以上;Ni₅₅Mn₂₅Ga₁₈Ti₂高温形状记忆合金显示出良好的热循环稳定性。      

La1-x(La-Ce-Pr-Nd)xFe11Co0.5Si1.5合金的物相分析与磁热效应

采用电弧熔炼法制备了原子配比为La_1-x(La-Ce-Pr-Nd)_xFe₁₁Co_0.5Si_1.5(x=0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0)的合金,其中La-Ce-Pr-Nd为混合稀土。采用X射线衍射、扫描电镜和磁性测试方法研究了合金的物相组成和磁热效应。研究结果表明,当x≤0.4时,合金主要由NaZn₁₃型立方结构主相与少量的α-Fe杂相组成,当x>0.4时,除了NaZn₁₃型立方结构主相与α-Fe杂相,还出现了Th₂Zn₁₇型菱形结构的杂相,且其含量随x的增加而增多。随着混合稀土含量x的增加,NaZn₁₃型主相的晶格常数减小,居里温度降低。居里温度附近的Arrott曲线说明所有合金都发生了二级磁相变,但合金都具有较大的磁热效应,当外磁场变化为2 T时,x=0.6合金的等温熵变最大值为14.2 J·kg^-1·K^-1     

高稳定性低成本Mm0.75Mg0.25Ni3.5Co0.2Al0.3储氢合金制备与电化学性能研究

采用高频感应悬浮炉制备Mm_0.75Mg_0.25Ni_3.5Co_0.2Al_0.3(Mm表示富镧混合稀土)铸态合金并进行不同温度的退火处理。XRD分析表明：合金相主要由LaNi₅和La₂Ni₇相组成,退火处理后的合金相LaNi₅和La₂Ni₇衍射峰加强。当退火温度为800℃时,La₂Ni₇晶胞体积达到最大值0.549 7 nm³,说明合金经该温度退火处理,Co、Al合金元素能更好地溶入主相内。电化学测试分析表明：合金经800℃退火处理,其最大放电容量高达351.5 mA·h/g,通过130个充放电循环后容量保持率仍有82.3%,并具备优异的高倍率放电性能。     

B2型铸态Zr-Co-Cu合金的微观组织和力学性能研究

采用X射线衍射仪、光学显微镜、电子万能试验机及扫描电子显微镜等仪器研究了B2型铸态Zr₄₆Co₄₆Cu₈、Zr₄₅Co₄₅Cu₁₀和Zr₄₄Co₄₄Cu₁₂合金的显微组织和力学性能。结果表明,Zr-Co-Cu合金主要由B2-ZrCo相和Co₂Zr第二相组成,Co₂Zr相含量随着合金中Cu含量的增加而增加。部分Co₂Zr相沿晶界析出或在等轴晶B2相颗粒内部析出。随着Cu含量的增加,合金材料的屈服强度和弹性极限均有所增加。Zr₄₅Co₄₅Cu₁₀和Zr₄₄Co₄₄Cu₁₂合金的较高强度归因于B2相颗粒细化和第二相Co₂Zr的强化效应。Zr₄₆Co_4...     

CO–15%CO2混合气体还原碳化MoO2制备Mo2C的动力学机理分析

对CO–15%CO₂混合气体还原碳化MoO₂制备Mo₂C的反应机理及其动力学展开研究并采用热力学软件FactSage7.3、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线衍射(XRD)、热重(TG)、比表面积测试(BET)和模型拟合等手段和方法对实验数据进行分析.结果表明：变温实验中,升温速率越快,MoO₂的开始反应温度和完全还原温度越高;恒温实验中,温度越高,MoO₂的还原碳化速率越快;反应前后物相组成表明MoO₂是经一步反应直接生成Mo₂C,没有中间产物金属Mo的生成,并且还发现所得Mo₂C基本与MoO₂具有一致的片状形貌,但是由于气体的进入与逸出、产物摩尔体积的缩小以及沉积碳的减少,Mo₂C颗粒表面会产生微孔和裂纹导致比表面积增长近20倍;动力学分析结果表明该还原碳化过程由形核长大与界面化学反应共同控制,其中形核长大过程占比68.9%,表观活化能为80.651 kJ...     

铌掺杂对镍基正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2电化学性能影响

解决镍基正极材料LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂的电化学循环稳定性和高温循环性能是其产业化推广应用的关键。研究了掺杂铌改性高镍正极材料,优化材料的电化学性能,提升循环稳定性。首先以硫酸盐为原料,在N₂保护气氛下,采用共沉淀法合成三元球形Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1（OH）₂前驱体,通过高温固相反应与LiOH·H₂O,Nb₂O₅合成Li（Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1）_1-xNb_xO₂（x=0,0.01,0.02,0.03）系列正极材料。X射线衍射结果表明,Nb5+离子可少量进入正极材料晶格,并在正极材料表面形成化学稳定性好的Li₃NbO₄。当x=0.02时,在室温25 ℃,电压2.75~4.2 V,0.2 C倍率下首次放电比容量为172.9 mAh/g,100次循环后容量保持率为97.47%,在50 ℃,0.5 C倍率下循环20次容量基本不变,平均放电比容量为183.7 mAh/g,且该样品具有较好的倍率性能。      

FeTiO3--Fe2 O3固溶体等温碳热还原

基于粉末煅烧技术合成FeTiO₃和FeTiO₃-Fe₂O₃固溶体体系,在热力学分析的基础上,选取1150℃,以固溶体合成物为原料研究FeTiO₃-Fe₂O₃固溶体体系等温碳热还原过程,并采用X射线衍射仪和扫描电镜-能谱仪对还原产物进行系统分析.研究结果表明:合成产物内部成分均匀.钛铁矿的摩尔分数x越小,xFeTiO₃-(1-x) Fe₂O₃固溶体碳热还原反应越易进行,并且反应速率最大值越大.在反应初期,假板钛矿相(FeTi₂O₅-Fe₂TiO₅(Fe₃Ti₃O₁₀))作为过渡相一直存在,至金属Fe和钛铁晶石Fe₂TiO₄生成后逐渐消失.      

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。     

热处理对Ni25Co25Cr20Fe10Re16.5Mo3.5高熵合金组织与性能的影响

用非自耗真空电弧炉制备了Ni₂₅Co₂₅Cr₂₀Fe₁₀Re_16.5Mo_3.5高熵合金，通过相图计算确定了热处理制度，研究了不同热处理对合金组织及力学性能的影响。结果表明，该合金铸态下为FCC枝晶组织，枝晶干上有大量树枝状的σ相析出。1380℃/24h固溶处理后，基体枝晶组织完全消失，转变为均匀的FCC结构，树枝状的σ相转变为大块状。1100℃/24h时效处理后，大量薄片层的σ相在基体中呈胞状析出。相比于铸态合金，时效合金的屈服强度和抗拉强度大大提高，且仍保持一定的塑性。