两段热处理对贮氢合金电极性能的影响

采用电化学方法测定了铸态合金和850－1000℃时二步法热处理合金（即热处理合金）的P－C－T曲线，研究了二步法热处理对M1（NiCoMnAl)5贮氢合金热力学性能的影响；应用三电极体系测定了贮氢合金电极的活化性能及温度特性。研究结果表明：合金经热处理后，平台压力下降，贮氢合金放氢平台的倾斜度减小；同时，X衍射的特征衍射峰明显加高，主峰半高宽由0.36下降到0.20；在常温（25℃）和0.2C（其中C为放电容量）充放电的条件下，合金电极达到最大电化学容量的循环次数由铸态合金电极的8次提高到热处理合金电极的3次；在不同的充电率下，合金电极在－20℃（1C）时放电效率由铸态合金电极的73．5％提高到热处理合金电极的94．8％，但热处理合金电极在45℃（1C）时放电效率则比铸态合金电极下降近3％，表明两段热处理能明显提高合金的活化速度，但合金电极的高温充放电容量下降。     

新型储氢材料Li-Mg-N-H体系的储放氢性能研究

采用机械球磨LiNH2/MgH2混合物(摩尔比2/1.1)制备一种新型储氢材料Li-Mg-N-H.在氩气保护下,将样品分别球磨2 h(1 #)、5 h(2#)和10 h(3#).DSC测试结果表明,3种样品均可在170℃左右开始快速放氢,且随着球磨时间增加,放氢温度呈下降趋势.吸放氢测试结果显示200℃时,样品在6 MPa最大吸放氢量为4.4%,0.1 MPa放氢压力条件下最大放氢容量为3.39%,上述反应在1 h内可完成总量的80%以上;随着球磨时间增加,样品活性增大,首次吸放氢循环即可达到最大容量,但球磨时间过长导致样品吸放氢容量的下降.运用XRD考察了样品吸放氢循环前后的物相变化.     

Mg3La化合物储氢性能及Ni的加入对其性能的影响

用X-ray衍射方法(XRD)研究了Mg3La合金和Mg3LaNi0.1合金吸放氢前后的结构变化.Mg3La合金和Mg3LaNi0.1合金在吸/放氢过程中的压力-组成-等温曲线(PCI)和吸氢动力学曲线表明合金能在室温下吸氢,并且具有良好的吸氢动力学特性,能在4 min之内达到饱和吸氢量的90%;其最大吸氢量分别为质量分数2.89%和2.73%.Mg3La金和Mg3LaNi0.1合金的室温吸氢动力学曲线可用Avrami-Erofeev方程拟合,说明吸氢过程符合形核长大机制.同时也计算了Mg3La-H氢化反应的熵和焓.     

LaNi_（3.8）Co_（1.1）Mn_（0.1）/TiMn_（1.5）贮氢合金的结构和性能

为了探索一种新的掺杂方式对AB5型贮氢合金贮氢性能的影响,采用熔炼掺杂方法制备La-Ni3.8Co1.1Mn0.1/TiMn1.5（TiMn1.5质量分数为4%、8%）贮氢合金,利用PCTPro-2000气体吸附测量仪研究了合金的气态储氢性能。XRD和SEM分析显示,熔炼掺杂后合金主相为LaNi5相,出现少量（NiCo）3Ti相。P-C-T测试结果表明,（NiCo）3Ti相的出现对合金气态贮氢性能有较大影响,熔炼掺杂后合金吸放氢平台压和滞后效应降低,贮氢容量减少。掺杂TiMn1.5使得合金的氢化物的生成焓由原始合金的-27.35kJ/mol降至-29.14kJ/mol（掺杂质量分数8%的TiMn1.5）,较高温度有利于合金中氢的释放,同时掺杂形成的（NiCo）3Ti相改善了合金吸/放氢动力学性能。     

Mg-CU合金的储氢特性研究

采用扩散烧结的工艺制备出Mg-Cu多相储氢材料;XRD分析表明烧结产物为Mg2Cu、MgCu2和Cu三相,经20次的吸放氢循环后,该多相材料的储氢量质量分数为2.55%;根据PCT测试结果,得到放氢平衡压和温度的关系式为InP(atm)=-9 006.8/T+17.817,从而得到1.0 atm下的放氢温度为233℃.     

可用于PEMFC燃料电池的钒基固体贮氢材料

介绍了V-Ti-Cr-Fe系列贮氢合金,该系列合金常温无需活化即可快速吸氢,放氢平台压可调,其1 atm以上的可逆吸放氢量超过质量分数2.0%,吸放氢循环500次的容量衰减小于30%.此外,由于利用了廉价的FeV80中间合金,解决了钒基贮氢合金价格昂贵的问题,是目前少有的综合性能优良的贮氢合金,可用于PEMFC燃料电池的高纯氢燃料的贮存载体.     

快凝合金La(NiMn)5.6的贮氢性能

借助X-ray及吸放氢性能测试装置研究了非化学计量比快凝合金La(NiMn)5.6的结构和贮氢性能以及A端、B端元素替代对合金的影响,测试了不同温度下合金的PCT曲线.结果表明,快速凝固(35 m/s)条件下合金La(NiMn)5.6均可获得过饱和CaCu5型单相组织.A端以Ce取代La,使平台压力增大,最大吸氢量减小,但滞后降低;B端以Sn取代Ni,改善了合金的活化特性,并使平台降低,吸放氢滞后减小.     

置氢TC4钛合金等温锻造叶片组织演变规律

为了降低钛合金叶片的锻造温度和改善其组织性能,基于氢致钛合金高温增塑机理,将热氢处理技术应用于钛合金叶片的等温锻造成形工艺中.观察和对比分析了未置氢TC4钛合金和置氢TC4钛合金叶片等温锻造后的组织以及真空除氢热处理和普通热处理工艺下的组织演变.实验结果表明:置氢降低了TC4钛合金叶片的等温锻造载荷,除氢热处理后组织得到改善,获得了含有细小、等轴α晶粒的双态组织.确定了置氢量为0.25%(质量分数)的TC4钛合金适宜的热处理工艺为:锻后在750℃真空脱氢保温5h,900℃退火1h后再450℃时效4h.     

近α型Ti600合金吸氢热力学的研究

根据钛合金吸氢的热力学性质,通过管式氢处理炉,在不同的温度条件下利用连续多步吸氢法进行Ti600合金的吸氢热力学试验,建立不同温度条件下的PCT热力学曲线。研究结果表明:Ti600合金吸氢的平衡氢压随氢含量和温度的增加而增加,在较低温度下,PCT曲线存在一个很短的平台;当吸入Ti600合金中的氢超过其溶解度时,生成氢化物相,氢在氢化物相中的溶解度与其平衡氢压满足Sieverts’定律;根据Van’t Hoff定律,近α型的Ti600合金中α_H→氢化物相变的焓变和熵变分别为-55.99 kJ/mol和-131.585 J/(K·mol)。       

热处理对Gd_(0.6)Dy_(0.4)Co_2和Gd_(0.6)Dy_(0.4)Co_(1.9)Al_(0.1)合金磁热性能的影响

用真空电弧熔炼炉制备Gd0.6Dy0.4Co2和Gd0.6Dy0.4Co1.9Al0.1合金,在900℃下进行4天、7天的热处理后,对其铸态和热处理态的相结构、居里温度、绝热温变、磁熵变等进行了研究。结果表明:经过7天的热处理后合金晶体结构基本变为单相GdCo2结构。热处理的结果使合金的最大绝热温变值比铸态合金有所升高,磁熵变值比铸态合金提高53.2%和33.1%,居里温度略有降低,说明热处理能有效提高该系列合金的磁热性能。     

不同烧结工艺对贮氢合金LaMgNiCo的性能影响

借助XRD和SEM及EPMA研究La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5贮氢合金的烧结工艺对该合金的微观组织结构及电化学性能的影响。结果表明,在不同烧结条件下合金均由不含Mg的LaNi5相、富Mg的LaNi3相及一个贫Mg的LaNix（x=3.0-3.8）相三相组成。当烧结温度不超过1203k时合金主相为LaN i3相,当烧结温度超过1 203K,LaN i5相逐步成为主相。电化学性能分析结果表明,烧结温度不超过1203K,合金放电能力主要受合金组织形成与均匀性影响;而烧结温度超过1 203K,Mg元素挥发损失成为影响合金放电能力的决定因素。烧结条件为873k～1123k保持24 h、1203k保持2h,是制备La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5贮氢合金的适宜工艺。     

过共品铸造Al-Si—Cu—Mg—Fe合金组织性能研究

通过正交试验和单因素试验,考察了Cu、Mg、Zn、Ni和Fe对Al—18Si过共晶铝硅合金室温及高温（350℃）力学性能的影响规律,利用光学金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDX）对合金中富Cu相、富Fe相的组织组成进行了分析．结果表明：Cu、Mg是提高AI-18Si过共晶铝硅舍金室温及高温强度的主要因素;Zn含量增加明显降低合金350℃时的高温强度,改善合金的室温和高温延伸率;Fe降低合金的室温强度,显著提高合金的高温强度;当Cr：Fe=0．35：1,Mn：Cr=2：1,含铁0．8％～1．2％时,Al-18Si-4．0Cu-0．7Mg-0．2Zn-1.0Ni-（0．8～1．2）Fe合金力学性能σb（25℃））310MPa,延伸率受（25℃）≥0．75%,σb（350℃）〉130MPa,延伸率δs（35℃）〉1．5％;合金中富铜相主要以块状Al。Cu相和白灰色花卉状A15Si。cu2Mg8相存在,富铁相主要以三叶草状、树枝状和棒状Al5Si（Cr,Mn,Fe）相存在．     

XRD and TEM analysis of the microstructure in the brazing joint of 3003 cladding aluminum alloy

The material used in this experiment was 3003 cladding aluminum alloy, the cladding metal was 4004 aluminum alloy. The aluminum plate was brazed by means of vacuum brazing. The microstructure in the brazing joint was studied by means of X-ray diffractometry (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). The test result indicates that the suitable brazing technique parameters are brazing temperature, 628°C; keeping time, 10 min; vacuum degree, 6.5×10-4 Pa. XRD test indicates that there are new intermetallic compounds different from the base metal. TEM analysis indicates that Cu2Mg and Cu3Mn2Mg are formed in the brazing joint. The shape of Cu2Mg is irregular and the shape of Cu3Mn2Mg is circle, and there are tiny particles in it.     

La1-xCexNi3.54Co0.78Mn0.35Al0.32贮氢合金相结构和电化学性能的研究

采用真空电弧熔炼和热处理方法制备了La1-xCexNi3.54Co0.78Mn0.35Al0.32(x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6)贮氢合金.X射线衍射(XRD)分析表明,合金含有单一CaCu5型六方结构相.电化学性能测试表明,随着x的增加,合金的最大放电容量从348.1mAh/g(x=0.1)单调地减小到310.1 mAh/g(x=0.6);HRD1200先从28.6%(x=0.1)增加到65.4%(x=0.5)然后降低到60.1%(x=0.6),归因于合金表面的电催化活性和合金体内氢原子扩散速率均随x的增大先增大后减小.     

La_(1.8)Ca_(0.2)Mg_(14)Ni_3合金在甲苯溶液中球磨改性后的储氢性能

采用在甲苯介质中球磨以改善La1.8Ca0.2Mg14Ni3的储氢性能。随着球磨时间的增加,合金的吸放氢性能得到显著地提高,在20 h达到最高。其在513 K,4.0 MPa氢压下初次活化时,吸氢质量分数达到了3.95%,在3次活化后,300 K时的吸氢质量分数达到3.85%,在613 K,一个大气压的放氢质量分数在900 s内达到了4.92%。通过XRD和SEM分析,球磨后合金颗粒粒径明显减小且有非晶化趋势。在球磨过程中形成了电子络合体(electrondonor-acceptor,EDA)体系。合金颗粒粒径、非晶化程度和EDA共同作用使球磨20 h的合金表现出最优异的吸放氢性能。     

A2B7型La0.75Mg0.25Ni3.5-xCrx(x=0～0.3)贮氢合金相结构及电化学性能研究

采用感应熔炼方法制备了La0.75Mg0.25Ni3.5-xCrx(x=0,0.05,0.1,0.2,0.3)四元贮氢合金,系统地研究了合金B端Cr元素对Ni部分替代对合金相结构及电化学性能的影响.X衍射(XRD)分析表明,La0.75Mg0.25Ni3.5合金是由La2Ni7相组成.随着Cr元素的加入,该类合金中出现LaNi5相及LaNi3相,且随着Cr含量的增加而增多.电化学测试表明,随Cr含量的增加,合金电极活化次数变化不大,最大放电容量逐步降低,合金的最大放电容量由x=0.05时的383.43 mAh/g下降到x=0.3时的348.40 mAh/g;而合金的高倍率放电性能呈现先增后减的趋势,当电流密度为900 mA/g时,合金的高倍率放电性能由83.66%(x=0)增加到92.57%(x=0.05)然后减小到83.9%(x=0.3);循环稳定性先增加后下降,当x=0.1时合金电极的循环寿命达到最大(S100=74.71%).     

Electrical Transport and Magnetic Properties of La0.67Ca0.33Mn1-xCrxO3 and La0.67＋xCa0.33-x Mn1-xCrxO3 （0.04≤x≤0.08）

A comparative study for two different series,La0.67Ca0.33Mn1-xCrxO3 and La0.67+xCa0.33-xMn1-x CrxO3,is performed with x changing from 0.04 to 0.08 through measurements of zero-field resistivity (ρ) magnetoresistance(MR) and ac susceptibility (x) as functions of temperature(T). For the second group,a single insulator-metal transition was characterized by the resistivity maximum appears in ρ VS.T curve.For the first group,besides the resistivity peak appearing at higher temperatures,the sample shows evidence for the existence of another peak appearing at lower temperatures.Compared to the first group,the second group shows a significant enhancement in MR effect,while the measurement of x-T dependence does not display obvious differences for the two series.Different behaviors observed in the tWO series are discussed by considering possible exchange interaction between Mn3+ ion and Cr3+ ion.     

铜薄膜作中间层的镁铝扩散焊接

采用磁控溅射技术在变形镁合金表面沉积铜薄膜,将其作为中间层对变形镁合金和硬铝合金进行了低温扩散焊接研究.利用超声波显微镜、X射线衍射、扫描电镜、电子探针等对焊接接头界面区域的显微结构及物相等进行了研究.研究结果表明,在镁合金基体上沉积的Cu薄膜主要以(111)、(200)晶向上生长,薄膜表面平整、均匀、致密;在扩散焊接工艺条件焊接温度T=455℃、保温时间t=90 min、压力P=3 MPa下获得了质量较好的Mg/Al焊接接头.焊接接头界面区域由铝镁原子比分别为3∶2,1∶1,12∶17三层镁铝系金属间化合物构成,接头断裂破坏发生在镁铝系化合物层,断口呈现明显的脆性断裂特征.     

喷射沉积含Sc超高强铝合金固溶处理组织与性能分析

采用金相、扫描电镜、X射线衍射分析方法,研究了不同工艺条件下喷射沉积Al-12Zn-2.4Mg-1.1Cu-0.20Zr-0.30Sc-0.30Ni合金的微观组织与力学性能.结果表明,过喷粉颗粒的大小为3~15μm,是沉积坯等轴晶平均直径的1/6~3/4;挤压坯经460℃/0.5 h+480℃/2 h二级固溶处理后Zn,Mg,Cu等溶质元素回溶到Al基体中,固溶后未见形成W(ScCu6.6~4Al5.4~8)相,合金抗拉强度由挤压态的410 MPa增加到固溶态的750 MPa,增幅为82.9%;再经T6时效后合金的抗拉强度可达855 MPa.凝固过程形成的粗大难溶DO23结构Al3(Sc,Zr)粒子是影响合金抗拉强度的重要原因.     

Microstructure and Hydrogen Absorption/Desorption Behavior of Mg_(23-x)La_xNi_(10) Alloy

Induction melting was used as a routine method to synthesize Mg_(23)Ni_(10), Mg_(22)LaNi_(10) and Mg_(21)La_2Ni_(10) alloys, and followed by a detailed microstructural characterization which included X-ray diffraction(XRD), scanning electron microscopy(SEM) with energy dispersive spectrometer(EDS), high resolution transmission electron microscope(HRTEM) and hydrogen absorption/desorption measurements. XRD analysis results showed that Mg_2Ni and Mg phases were detected in the XRD pattern of the Mg_(23)Ni_(10) alloy, however, the La addition results in conversion from Mg to LaMg_3 and La_2Mg_(17) phases and appearance of crystal defects included dislocations, twin grain boundary and vacancy in the Mg_(22)LaNi_(10) and Mg_(21)La_2Ni_(10) alloy textures. The total maximum hydrogen absorption capacity was 4.45 wt% for the Mg_(23)Ni_(10) alloy, however, the Mg_(22)LaNi_(10) and Mg_(21)La_2Ni_(10) alloys with vacancy, dislocations and twin grain boundary, absorbed 3.66 wt% and 3.60 wt%, respectively, indicating that the La addition led to decreasing of the maximum hydrogen absorption capacity. Besides, hydrogen absorption/desorption of 90% of saturated state expended for about 456 and 990 s for pristine Mg_(23)Ni_(10) alloy, by contrast, the time decreased owing to improvement of hydrogen absorption and desorption kinetics in the alloy with La element, with which the uptake time for hydrogen content to 90% of saturated state was 150 and 78 s, and 90% hydrogen can be released in 930 and 804 s for Mg_(22)LaNi_(10) and Mg_(21)La_2Ni_(10) alloys in the experimental condition.