La_(1-x)Y_xNi_(4.8)Mn_(0.2)合金的储氢性能

研究了元素Y(钇)对La_(1-x)Y_xNi_(4.8)Mn_(0.2)(x=0.6,0.7,0.8)合金储氢性能的影响,结果表明:La_(1-x)Y_xNi_(4.8)Mn_(0.2)合金为CaCu_5型六方结构;随着Y含量的增加,晶格参数a和晶胞体积V减小,而c几乎不变,c/a线性增大;随着Y含量的增加,合金的吸放氢平台压显著升高,吸氢量减少,吸放氢平台斜率S和滞后系数_f略有增加,滞后系数H_f与XRD(111)峰的半高宽(FWHM)值的变化有着很好的对应关系,抗粉化性能提高。当Y含量x=0.8时,合金的吸放氢动力学综合性能最好。     

镁含量对MmNi5-x(CoAlMn)x/Mg复合储氢合金吸氢性能的影响

借助扫描电镜、X- ray及吸氢性能测试装置研究了镁含量对机械合金化制备的 Mm Ni5- x ( Co Al Mn) x/Mg纳米晶复合储氢材料的性能的影响。结果表明 ,随着镁含量的增加 ,合金的活化性能表现出差 -好 -差的变化趋势。当镁含量达到50 wt%时 ,材料无法被活化。镁含量对吸氢量也有影响 ,具体表现为 ,随着镁含量的增加 ,材料的吸氢量增加。     

Zr_(1-x)T_xMn_(0.6)Ni_(1.4)(T=Ti,V)合金的晶体结构和贮氢特性

本文研究了Zr_(1-x)T_xMn_(0.6)Ni_(1.4)(T=Ti,V;x=0,0.1,0.2,0.4,0.6)合金的晶体结构和贮氢特性。这种合金的晶体结构属于Laves相的六方结构,空间群为P6_3/mmc。用Ti和V原子替代部分Zr原子后,六方结构的晶格常数变小。六方结构晶格常数的变小致使合金的氢平衡分解压随着Ti和V原子含量的增加而升高。     

储氢合金中氢致非晶化的研究进展

储氢合金被认为是一种良好的储氢介质其循环过程中的高吸放氢量更是学者们的研究重点。但储氢合金中的储氢容量不可避免会发生衰减其衰减机理主要有:合金颗粒粉化、电化学腐蚀与氧化以及氢致非晶化(HIA)。其中,HIA发生于含Lave相的AB_2型合金氢化物或Lave相为子单元的AB_(3～3.8)型稀土镍系合金氢化物中。影响HIA发生的因素主要有氢浓度、氢压力、温度、循环次数、物相类型。当氢浓度较低时,合金吸氢发生部分HIA;随着氢浓度的增加,氢化物发生HIA程度严重。HIA发生与氢压、温度的临界值有关,高于临界值时,HIA现象严重,低于临界值时,非晶与晶态氢化物共存。随着循环次数的增加,HIA现象严重,这直接降低了合金的放氢效率。有研究者指出,可通过调整物相改善合金的吸放氢性能。采用Mg、Pr、Sm和Co、Mn、Cu、Fe、Al分别部分替代RENi_2(RE=稀土)合金中RE和Ni,虽然形成的合金吸氢时仍会发生HIA,但其吸放氢性能得到显著改善。这是因为经调整的合金由单一的AB_2型Laves相转变为AB_2型Laves相和CaCu_5型AB_5相混合物相AB_2相吸氢时会发生HIA,而AB_5相则始终为晶态不发生HIA。随着循环次数的增加,Fe、Mn、Si等元素部分替代Ni后合金发生HIA的速率不同。AB_2或含AB_2子单元的物相吸氢发生HIA由易到难的顺序为(La,Mg) Ni_2(La,Mg) Ni_3(La,Mg)_2Ni_7(La,Mg)_5Ni_(19)。为了延缓或抑制HIA的发生,可以从适量合金元素替代、增大AB_5结构层比例或含量、合金氢化物的再结晶等角度进行研究。本文归纳了AB_2型或含AB_2相子单元的合金吸氢发生HIA的研究进展,分别对发生HIA的必要条件、影响因素、现象与原因等进行了介绍提出了HIA的延缓措施并展望了其应用前景,以期为研制出长寿命、高容量的储氢合金提供参考。     

La_(1-x)Mg_xNi_(2.5)Co_(0.5)(x=0～0.4)储氢合金的制备及电化学氢化性能

本文以感应熔炼法制备的La_(1-x)Mg_xNi_(2.5)Co_(0.5)(x=0~0.4)储氢合金作为研究对象,探究了熔炼过程中合金成分的损耗情况。通过对合金质量损耗的填补,并结合AES-ICP等测试手段,比较精确地制备出了目标合金。根据合金充放电前后的X射线衍射(XRD)测试结果,发现合金的氢化物随着Mg含量的增高而逐渐由非晶态转化成晶态,晶态氢化物由合金的α相转化成氢化物的β相。合金氢化物的晶胞参数a和c均显著增大,晶胞体积也有较大膨胀,但增大幅度却随着Mg含量的增加而逐渐减小。在0.1MPa干燥Ar保护条件下,填补0.9%的La和10.0%的Mg所制备的La_(0.7)Mg_(0.3)Ni_(2.5)Co_(0.5)合金不仅具有良好的电化学氢化性能和较大的放电容量,而且能够有效抑制合金的氢致非晶化。     

改善ZrCo储氚合金抗歧化性能的研究综述:晶体结构、放氢热力学和歧化动力学

ZrCo合金由于优异的储氢性能以及安全特性,已被国际热核实验堆(ITER)研发团队选取为用于氢同位素快速储存与供给的重点备选材料。然而,由吸/放氢循环过程中发生的氢致歧化效应导致的储氢性能严重衰减,成为了ZrCo合金推广应用于氢同位素快速储存与供给的最大障碍。因此,改善ZrCo合金的抗氢致歧化性能对其广泛应用于氢同位素快速储存与供给领域具有重要意义。本文介绍了ZrCo合金的储氢性能和氢致歧化特性,综述了元素替代(掺杂元素部分替代Zr或Co)改善ZrCo合金抗歧化性能的研究进展,并指出进一步改善ZrCo合金抗歧化性能的必要性及可能的发展方向。     

Fe部分取代Co对La_(0.7)Zr_(0.1)Mg_(0.2)Ni_(2.75)Co_(0.75-x)Fe_x(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)合金储氢性能的影响

在氩气保护下,采用磁悬浮感应熔炼方法制备La0.7Zr0.1Mg0.2Ni2.75Co0.75-x Fex(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)合金,并研究Fe取代Co对La0.7Zr0.1Mg0.2Ni2.75Co0.75-x Fex(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)合金储氢性能及电化学性能的影响。结果表明:合金主要由LaNi5和La2Ni7相组成,随着Fe含量的增加,LaNi5和La2Ni7相的晶胞体积逐渐增大,且合金中依次出现ZrFe2相(x≥0.05)和La7Ni3相(x≥0.1)。适量的Fe取代Co,不仅能提高La0.7Zr0.1-Mg0.2Ni2.75Co0.75-x Fex(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)合金的储氢容量,降低合金的放氢平台压,改善合金氢化物的稳定性,而且能延长合金电极的循环寿命,提高合金电极的高倍率放电性能。     

Cd_(1-x)Zn_xS的制备及光催化性能研究

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为包覆剂,通过共沉淀法成功合成了不同配合比的硫锌镉(Cd_(1-x)Zn_xS)材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和红外光谱(FT-IR)等手段对其形貌、结构和光学性质进行了表征,并研究了制得的材料对亚甲基蓝和罗丹明B的光催化降解性能和重复使用率。结果表明,Cd_(0.75)Zn_(0.25)S材料具有较好的光催化性能,在光照75min条件下,Cd_(0.75)Zn_(0.25)S对亚甲基蓝和罗丹明B的降解率分别达到60%和70%。Cd_(0.75)Zn_(0.25)S重复使用5次,对亚甲基蓝的降解率是原降解率的80%以上。     

(1-x)KNNT-xBNZ无铅压电陶瓷的制备及性能研究

采用固相反应法制备(1-x)(K_(0.49)Na_(0.51))(Nb_(0.97)Ta_(0.03))O_3-xBi_(0.5)Na_(0.5)ZrO_3无铅压电陶瓷。研究该体系陶瓷的组成及烧结温度对陶瓷的相组成、显微结构及电性能的影响。结果表明,热分析确定混合原料的合成温度为850℃。XRD分析表明,850℃预烧温度下,合成粉料均展现出典型的钙钛矿结构,晶格特征为四方相和正交相并存。SEM表明,组成在x=0.04,烧结温度为1 120℃时,能够获得晶粒均匀且致密度较高的陶瓷。电性能研究结果,烧结温度1 120℃,该组成陶瓷的电性能具有最佳值,ε_r=1 250,d_(33)=235pC/N,k_p=0.43。谐振频率在x=0.04组成处相比于其它组成也较低,f_r=210.032kHz左右。     

新型无镁YNi_(3.5-x)Al_x(x=0～0.3)储氢合金的结构和电化学性能

采用真空电弧熔炼和真空退火热处理制备了YNi_(3.5-x)Al_x(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2,0.3)合金。对其结构进行分析,结果表明,合金主相为A_2B_7超点阵结构相。当x=0时,合金主相为Gd_2Co_7,加入Al后,合金主相变为Ce_2Ni_7,Al在Ce_2Ni_7相中主要占据CaCu_5结构的6h位置。Al在Ce_2Ni_7相中的固溶度有限,当x0.1时,合金中出现CaCu_5第二相,且Al更多的是固溶到CaCu_5相中。Al在Ce_2Ni_7相中固溶越多,超点阵Laves和CaCu_5两个结构单元体积失配越小。加入Al后,合金电极吸/放氢平台降低,当x0.1后,由于出现CaCu_5第二相,平台压稍有升高。合金电极最大放电容量随Al含量增加整体升高,从x=0时的105.52 mAh·g~(-1)上升到x=0.3时的282.7 mAh·g~(-1)。随Al含量增加,尤其当x≥0.1后,Al更多的是固溶到CaCu_5第二相,在Ce_2Ni_7主相中固溶逐步减少,合金Laves和CaCu_5两个结构单元体积失配加大,合金电极循环稳定性整体呈下降趋势,从x=0时的52.89%到x=0.3时的6.5%。Y_2Ni_7合金电极动力学较差,HRD_(900)只有5.83%。随着Al含量的增加,合金动力学性能先增强后减弱,在x=0.15时HRD_(900)达到79.04%。在Al含量较低(x≤0.15)时,合金电极高倍率性能主要取决于氢在合金体相内的扩散速率,在Al含量较高(x0.15)时,合金电极高倍率性能主要取决于合金电极表面电荷的转移速率。     

声速法研究Cu_(58.1)Zr_(35.9)Al_6非晶合金的弹性性能

利用纵波掠入射法测量了超声波在Cu58.1Zr35.9Al6非晶合金中的传播速度。基于声波在各向同性、均匀固体介质中的传播规律,获得其弹性指标参数。结果表明:超声波在Cu58.1Zr35.9Al6非晶合金中传播的纵波速度为4820m/s,横波速度为2107m/s;由此得到的弹性指标以及热力学参数为:K=130GPa,G=33.6GPa,E=93.09GPa,泊松比σ=0.38,θD=283K。     

Fe_xNi_(1-x)合金粉的制备及吸波性能

采用草酸盐沉淀-前驱体热分解法制备不同成分的Fe_xNi_(1-x)(0x1)合金粉。采用XRD和SEM分别测试前驱体和合金粉的物相结构与形貌。结果表明:随着Ni含量增大,前驱体物相由FeC_2O_4·2H_2O逐渐向NiC_2O_4·2H_2O转变,形貌由短棒状向立方体、多面体转变。Fe_xNi_(1-x)合金粉的几何外形与前驱体基本一致,但结构上呈多孔状,且粒径变小。Fe_xNi_(1-x)合金粉的物相结构随其成分变化,由富铁的bcc结构向富镍的fcc结构转变。测试不同成分Fe_xNi_(1-x)合金粉与石蜡复合物的电磁参数,并计算其吸波性能,Fe0.5Ni0.5具有最大的电磁损耗能力,厚3.0mm时在6.82GHz处具有最小反射损耗RL,为-52.58dB。Fe0.6Ni0.4具有最大有效频宽,厚1.5mm时反射损耗小于-10dB的有效频宽达4.02GHz。     

(Ti0.1V0.9)1-xFex(x=0～0.06)合金的相结构及储氢性能

系统研究了(Ti0.1V0.9)1-xFex(x=0、0.02、0.04、0.06)合金的相结构及其储氢性能.XRD及SEM分析表明,所有合金均由单一的体心立方(BCC)结构的钒基固溶体相组成;随着Fe含量的增加,合金的点阵常数呈线性递减,晶胞体积也随之逐渐降低.储氢性能测试表明,该系列合金的动力学性能均比较好,在10℃和4MPa初始氢压条件下,合金无需氢化孕育期就能吸氢.随着Fe含量从x=0增加至x=0.06,合金的活化性能得到改善;10℃最大吸氢量则从509.5ml/g逐渐降至424.8ml/g;而50℃有效放氢量先升后降,并在x=0.04时达到最高值255.6ml/g.在所研究的合金中,Ti0.096V0.864Fe0.04合金具有最佳的综合性能,经2次吸放氢循环即可活化,10℃最大吸氢量为494.5ml/g,50℃有效放氢量达到255.6ml/g.     

不同温度烧结的赝两元合金(PbTe)1-x(snTe)x电学性能

首次采用粉末冶金法在大成分范围内制备了赝两元合金(PbTe)_1-x(SnTe)_x(x=0～1),并对其电学性能进行了系统地研究.实验发现:经550℃烧结后,随合金中SnTe摩尔分数x增大,合金的最大Seebeck系数值减小.当摩尔分数x≤0.6时,最大Seebeck系数所对应的温度逐渐升高;摩尔分数x>0.6时基本不变.当摩尔分数x=0.6时电导率达最大值.经高温烧结后两参数值也有类似的变化规律,但摩尔分数>0.2的各合金Seebeck系数值高于550℃烧结后的合金,电导率降低.从而得出:烧结温度对赝两元合金(PbTe)_1-x(SnTe)_x的综合电学性能影响不大.     

Zr_(30)Ni_(70)合金水分解反应性能研究

针对ITER HCCB-TBM氚提取系统氚化水分解处理需求,考察了Zr_(30)Ni_(70)合金在500℃下的吸氢特性和水分解反应前后的物相变化,并采用微型固定床反应器考察了不同粒度合金在500℃下对惰性气体中微量水的分解反应性能。结果表明,Zr_(30)Ni_(70)合金吸氢量极低,满足Sievert定律;合金水分解的有效成分是Zr,反应产物为ZrO_2;合金粉体粒径越小,床层水分解的穿透容量越大;粉体造粒后可兼顾低床层压降和高穿透容量;水蒸汽浓度变化对穿透容量基本无影响,氢含量低于1%时对穿透容量无影响;当造粒颗粒床层高度超过120mm,床层利用率98%。     

喷射成形Al_(95)Cu_2Fe_1Ni_1Ce_(0.5)Zr_(0.5)合金的微观组织形成机制及拉伸性能

采用喷射成形技术制备了Al95Cu2Fe1Ni1Ce0.5Zr0.5合金材料，研究了该合金快速凝固组织的形成机制，并对沉积态及热挤压态材料的拉伸性能进行了测试．结果表明：喷射成形快速凝固技术显著地细化了合金组织．预成形毛坯组织的微观不均匀性使沉积态材料的综合力学性能降低；热挤压工艺可改善合金的均匀性，提高材料性能．     

Cd_(1-x)Zn_xS(x=0.88)多晶薄膜的制备及性能研究

采用真空共蒸发法制备了Cd1-xZnxS多晶薄膜,研究了Cd1-xZnxS(x=0.88)多晶薄膜的结构与光电特性。XRD的结果表明,0x≤0.9,Cd1-xZnxS薄膜为六方结构,高度择优取向;荧光光谱分析与Ve-gard定理的结果以及石英振荡法监测的Cd1-xZnxS多晶薄膜的组分吻合;制备的Cd1-xZnxS多晶薄膜的光学透射谱的吸收边随Zn含量的增加发生蓝移,其光学能隙调制在CdS与ZnS能隙之间;最后测量了Cd1-xZnxS薄膜室温电阻率及暗电导率随温度的变化情况,计算了Cd1-xZnxS薄膜的电导激活能。     

Fe_(88-x)Zr_xB_(12)合金的结构及晶化研究

采用机械合金化法制备Fe88-xZrxB12(X=5、10、15、20)系合金,利用X射线衍射仪(XRD)、差热分析仪(DTA)等测试手段对样品的结构及晶化进行研究.XRD结果表明,球磨60h,Fe88-xZrxB12(x=5、10、15)已形成α-Fe固溶体,Fe68Zr20B12完全形成非晶合金,表明Zr含量的增加使合金的非晶形成能力增强.Fe88-xZrxB12(x=5、10、15、20)合金的DTA图中均出现2个晶化放热峰.Fe68Zr20B12非晶合金的晶化模式为一次晶化.     

合金FeTi1.2+xwt%LaNi5(x=0,1,2,3,4)储氢性能的研究

采用合金化的方法向富钛储氢合金FeTi1.2中添加少量LaNi5以形成四元系合金FeTi1.2 xwt%LaNi5来改善FeTi1.2合金的储氢性能，虽然XRD没有检出合金中有LaNi5相的存在，但是FeTi1.2合金的储氢性能特别是活化性能得到了改善，FeTi1.2 xwt%LaNi5合金还具有较高的储氢量，293K吸氢的FeTi1.2 2wt%LaNi5合金在333K时的放氢量为186.4ml/g，明显超过FeTi1.2合金的172.3ml/g。     

储氢合金的活化及活化性能的改善

储氢合金的活化性能对于其吸放氢过程的认识及实际应用都具有重要意义,讨论了储氢合金的活化机理,并综述了目前国内外改善储氢合金活化性能的各种方法.