球磨改性处理对Ti46V44Fe10合金相结构和吸放氢性能的影响

研究了不同条件下机械球磨改性处理对Ti46V44Fe10储氢合金相结构和吸放氢性能的影响.X射线衍射及扫描电镜分析表明:Ti46V44Fe10铸态合金由单一的体心立方(BCC)结构的固溶体组成;经过1 h的干法球磨(未添加四氢呋喃THF)后,合金中出现了微量的α-Ti第二相,主相晶胞体积减小,合金颗粒明显减小并发生团聚;经过0.5、1、20 h的湿法球磨(添加THF)后,合金中分别出现了含量不等的α-Ti第二相,主相晶胞体积逐渐减小,颗粒尺寸明显减小.储氢性能测试表明:球磨改性处理能有效地改善合金的活化性能,活化次数由球磨前的4次降至球磨后的1～2次;短时间(0.5 h,1 h)湿磨还能改善Ti46V44Fe10合金的吸放氢容量;但1 h干磨和20 h湿磨则会明显降低合金的吸放氢容量.     

Zr替代Ti对Ti19．5V40Mn16．2Cr9．8Ni14．5合金的影响结构及储氢性能

为改善Ti—V基固溶体型储氢合金的电化学性能，使用少量的Zr部分取代Ti19.5V40Mn16.2Cr9.8Ni14.5合金中的Ti，并采用XRD，SEM以及PCT等测试手段研究替代前后合金微观结构和储氢性能的变化情况。通过XRD和SEM分析表明，（Ti1-xZrx）19.5V40Mn16.2Cr9.8Ni14.5（x=0，0．1，0．15，0．2，0．25，0．3）合金均是由Ti-V基BCC相和C14 Laves相组成。但Zr的部分替代明显增加了C14 Laves相的含量，并使Ti-V基BCC相在减少的同时由树枝状变成了被C14 Laves相包围的岛状。PCT曲线显示：随着Zr替代量的增加。合金的吸放氢平台不断下降，而合金的吸放氢量先有所增加后又逐渐减小。这说明适量提高C14 Laves相的含量对增加Ti—V基固溶体型储氢合金的吸放氢能力有一定的促进作用。     

Mg_2Cu基储氢合金的表面复相改性

采用机械球磨法制备Mg2Cu合金,并以该合金为基础,添加质量分数为5%的单质(C、Co、Ni、Cu)或氧化物(Cr2O3、Fe3O4、TiO2、V2O5),通过机械球磨对合金进行表面复相改性。采用p—c—T测试仪测定合金的储氢性能,研究添加不同单质和氧化物对Mg2Cu合金储氢性能的影响。结果表明:在200℃和300℃下,添加C或Fe3O4能够有效提高Mg2Cu合金的活性,使其易与氢气反应,并缩短吸氢时间,增大吸氢量,改善放氢效果;在400℃下,添加Co、Ni、TiO2或Fe3O4能够有效缩短吸氢时间,改善合金的综合储氢性能。     

La1＋xMg2-xNi9（x=0，0．5，1．0，1．5）合金的储氢性能及电化学性能研究

利用高频熔炼方法制备了La1＋xMg2-xNi9（x=0，0．5，1．0，1．5）系列合金，并对其进行了XRD分析和储氢容量及电化学性能测定。结果表明：随着La含量增大，合金中LaNi5和（La，Mg）Ni3相转变为LaNi3相，且Mg2Ni相出现，晶胞体积也增大，合金的储氢容量和电化学性能提高；当x=1．5时，Mg2Ni相消失，合金的储氢性能有所下降。当x=1．0时，即La2MgNi9合金具有较好的储氢容量及电化学容量。     

TiV1．35Cr1．35-x．Mnx（x=0～0．45）合金的相结构及储氢特性

系统研究了TiV1．35Cr1．35-x．Mnx（x=0,0．15,0．25,0.35,0．45)合金的相结构及储氢性能。XRD分析表明,所有合金均为体心立方(b.c.c．)结构的单一固溶体相,其晶胞常数随Mn含量的增加而逐渐减小。储氢性能测试表明,用Mn部分取代Cr后,合金的活化性能变差,25℃最大吸氢量有所下降,但合金的吸放氢压力滞后减小,放氢压力平台变得平坦,100℃有效放氢量和放氢率也随着Mn含量的增加先升后降,并在x=0.35时达到最大值。     

快凝合金Zr（Ni0.55Mn0.3V0.1Cr0.05）2.1的相结构与储氢性能

在快冷（冷却速度１０＾５－１０＾６Ｋ／ｓ）Ｚｒ（Ｎｉ０．５５Ｍｎ０．３Ｖ０．１Ｃｒ０．０５）２．１合金中观察到一种高温条件下丰碑 纳米晶Ｃ１４Ｌａｖｅｓ相,其丰度随冷凝速度下降明显减少。     

Zr替代Ti对Ti19．5V40Mn16．2Cr9．8Ni14．5合金的影响Ⅱ：电化学性能

在对合金微观结构和储氢性能研究的基础上，详细考察了少量Zr取代Ti对Ti19．5V40Mn16．2Cr9．8Ni14．5合金电化学性能的影响。通过观察电极的充放电行为，并结合EIS及多种极化曲线的分析结果，发现少量Zr对Ti的取代能够显著提高合金电极的实际电化学容量和循环稳定性，而且还能在一定程度上改善合金的电极动力学性能。对于这些性能的改善，从合金微观结构方面进行了解释。     

Zr替代Ti对Ti19.5V40Mn16.2Cr9.8Ni14.5合金的影响Ⅰ:结构及储氢性能

为改善Ti-V基固溶体型储氢合金的电化学性能,使用少量的Zr部分取代Ti19.5V40Mn16.2Cr9.8Ni14.5合金中的Ti,并采用XRD,SEM以及PCT等测试手段研究替代前后合金微观结构和储氢性能的变化情况.通过XRD和SEM分析表明,(Ti1-xZrx)19.5V40Mn16.2Cr9.8Ni14.5(x=0,0.1,0.15,0.2,0.25,0.3)合金均是由Ti-V基BCC相和C14 Laves相组成.但Zr的部分替代明显增加了C14Laves相的含量,并使Ti-V基BCC相在减少的同时由树枝状变成了被C14Laves相包围的岛状.PCT曲线显示:随着Zr替代量的增加.合金的吸放氢平台不断下降,而合金的吸放氢量先有所增加后又逐渐减小.这说明适量提高C14 Laves相的含量对增加Ti-V基固溶体型储氢合金的吸放氢能力有一定的促进作用.     

Ti17Cr23V55-xZr5Fex（x=11～16）合金的相结构及储氢特性

系统研究了Ti17Cr23V55-xZr5Fex（x=11～16）合金的相结构以及储氢特性。XRD及SEM分析表明，所有合金的主相均为体心立方（bcc）结构的钒基固溶体，并含有σ-FeCr和Cr2Zr等第二相；随着Fe含量的增加，合金中的bcc主相含量和晶胞体积逐渐降低，σ-FeCr相含量逐渐增多，而Cr2Zr相含量几乎恒定。储氢性能测试表明，该系列合金的活化性能和动力学性能都很好，在20℃和4MPa初始氢压条件下首次吸氢即可活化，并且无需氢化孕育期就能快速吸氢。当Fe含量从x=11增加至x=16时，合金的室温最大吸氢量从268ml／g逐渐降低至25lml／g，80℃有效放氢量从153ml／g逐渐降低至137ml／g。研究表明，为了改善合金的有效储氢能力，必须消除合金中不吸氢的σ-FeCr相或者抑制σ-FeCr相的生成。     

Ti-V-Fe系储氢合金的相结构及吸放氢特性

系统研究了Ti100-x-yVxFey（x=54，49，44；y=5，7．5，10）储氢合金的相结构及其吸放氢性能。XRD及SEM分析表明，Ti41V54Fes合金由体心立方（BCC）结构的固溶体主相和少量的α-Ti第二相组成；而Ti43．5V49Fe7．5和Ti46V44Fe10合金均为单一的BCC固溶体相。储氢性能测试表明，3种合金的动力学性能均很好，在室温和4MPa初始氢压条件下，无需氢化孕育期就能快速吸氢：经4次～5次吸放氢循环即能活化，仅2min～3min就能吸氢饱和达到最大吸氢量363．7ml／g-372．4ml／g；在300℃和0．1MPa放氢终压条件下，合金的放氢量在220．3ml／g-238．5ml／g之间。在所研究的合金中，Ti46V44Fe10合金的综合性能最佳，经4次吸放氢循环即活化，室温最大吸氢量可达372．4ml／g，放氢量达到238．5ml／g。     

熔体快淬Zr_(0.9)Ti_(0.1)V_(2.2)合金的微结构与储氢性能

为改善Zr-Ti-V系列Laves相合金的吸氢动力学性能,本研究设计成分为Zr0.9Ti0.1V2.2的非化学计量比合金并采用熔体快淬工艺制备合金薄带。研究合金快淬薄带的微观组织与相结构、吸氢动力学、吸放氢PCT特征及吸氢热力学参数。进而讨论非化学计量比合金中微结构与储氢性能之间的关系。结果表明,快淬薄带中合金主相为C15型Zr V2及V-bcc相,熔体快淬可消除铸态合金中的包晶反应残留相α-Zr。熔体快淬合金的吸氢动力学性能优异,但由于单胞体积收缩导致其吸氢量降低。     

低钴储氢合金Ml0．9Mg0．1Ni3．4Co0．3Al0．3电化学性能研究

为了降低AB5犁储氢合金的成本，对低钴的Ml0．9Mg0．1Ni3．4Co0．3Al0．3合金的组织结构和性能进行了研究，并与工业储氢合金MmNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3进行了对比。实验结果表明：此低钴合金是由LaNi5主相和LaNi3第二相构成。它们的储氢晕（ω,％）分别为1．36％和1．37％，最大放电容量分别为320mAh／g和324mAh／g，循环稳定性为：300次充放电循环后，2种合金剩余容晕都是88％。但Ml0．9Mg0．1Ni3．4Co0．3Al0．3的高倍率放电性能明显优于MmNi3．55Co0．75Mn0．4Al0.3合金。主要原因是由于LaNi3第二相的乍成不仪提高了合金颗粒表面的电化学催化活性，而且提高了结构韧性从而抵消了低钴合金颗粒粉化的不利影响。     

吸铸对钛钒铬基合金结构和贮氢性能的影响

研究了吸铸对钛钒铬基合金结构和贮氢性能的影响。结果表明：吸铸有利于钛钒铬基合金单一BCC结构固溶体相的形成，使合金相的点阵常数略有减小；吸铸使钛钒铬基合金的放氢压力平台的斜率因子Sf降低，平台压力略有降低，活化性能变差，还使合金吸氢量和放氢量均有提高；随着Cr含量的增加，合金放氢的平台压力逐渐升高，放氢量提高。     

AB_3型La-Mg-Ni系稀土贮氢合金电极合金结构和贮氢性能

用感应熔炼的方法制备了AB_3型La-Mg-Ni系稀土贮氰电极合金,采用X射线衍射、Sievert型测试仪、三电极测试体系研究了合金的相结构、吸氢性能、电化学性能.X射线衍射分析结果表明,AB_3型La-Mg-Ni系稀土贮氢电极合金均南(La,Mg)Ni,相、(La,Mg)_2Ni_7相及少量杂质相组成,为多相结构;贮氢性能实验研究表明,具有PuNi_3结构的LaNi_3,型合金的吸氧量高于具有CaCu_5结构的LaNi_5型合金.     

铸态及退火La1.9Ti0.1MgNi9合金的贮氢性能

采用磁悬浮感应熔炼及退火处理的方法,制备La1.9Ti0.1MgNi9合金。对合金样品的XRD、PCT和电化学测试表明,所有样品均由多相组成,LaNi5相为主相。当退火温度达到1173 K时,合金中LaMg2Ni9相消失,Ti2Ni相出现。退火处理能提高合金的晶化程度、降低吸放氢平台压。退火1073 K合金的有效吸氢量较高,在303 K时达到1.25% (质量分数)。La1.9Ti0.1MgNi9合金退火后,放电容量、循环稳定性以及高倍率放电性能得到极大改善,以1173 K退火合金电化学性能较好,其最大放电容量为377 mAh/g,1100 mA/g电流密度下的高倍率放电性能为0.839,经112次充放电循环后放电容量保持率为60%。     

Ti0.9Zr0.2Mn（1.8—x）MxV0.2（M=Ni,Cr;x=0,0.2）合金的贮氢性能

研究了Ti0.9Zr0.2Mn(1.8-x)MxV0.2(M=Ni,Cr;x=0,0.2)合金的晶体结构与贮氢性能。结果表明,Ti0.9Zr0.2Mn1.6Ni0.2V0.2和Ti0.9Zr0.2Mn1.6Cr0.2V0.2的贮氢量达到240mL/g。合金的主相均为C14 Laves相,镍,铬的取代使点阵常数和晶胞体积增大,P－C－T曲线的滞后降低,压力平台的倾斜度增加。     

冷却速率对TiV2.1Ni0.4Zr0.06Cu0.03Cr0.1合金相结构及电化学性能的影响

研究了冷却速率对TiV2.1Ni0.4Zr0.06Cu0.03Cr0.1合金的相结构及电化学性能的影响。XRD、EBI、EDS分析表明,合金主要由V基固溶体主相和以网状分布于主相晶界的Ti2Ni基第二相组成。电化学测试表明,冷却速率较快时合金的最大放电容量、交换电流密度、极限电流密度和循环稳定性都得到提高。而高倍率性能下降是由于在较大的电流密度下快冷样品中第二相催化相在碱液中的溶解析出速率较快造成的     

快淬对Ti-V基BCC相合金相结构和储氢性能的影响

研究了快淬作用对Ti-28V-15Mn-10Cr合金的相结构和储氢性能的影响。XRD实验结果表明，快淬处理使得合金由BCC和C14Laves两相结构转变为单一的BCC相结构，同时合金的晶格常数随着快淬冷速的增加而增大。快淬作用能显著改善Ti-28V-15Mn-10Cr合金的吸放氢平台特性，从而导致合金放氢量的增加。然而，快淬处理也使得合金的放氢平台压下降以及活化性能变差。     

球磨MgNi非晶储氢合金电化学性能的研究

采用机械合金化法,制备了MgNi非晶储氢合金。探讨了球磨生成非晶的机制。用SEM和XRD分析了合金的表面形貌和相组成。研究不同的球磨工艺如球料比、球径配比、转速以及球磨时间对合金电极电化学性能的影响。所制备的MgNi非晶合金电极的放电容量最高为450mAh/g,但是容量衰减较快。     

V含量对低钒Ti-V-Cr储氢合金储氢性能的影响

研究了V含量由5at%升高到35at%时,Ti-V-Cr储氢合金组织、相结构及储氢性能的变化.SEM及XRD结果显示:V含量为5at%的Ti-V-Cr合金由Cr1.97Ti1.07相和Cr2Ti相及很少量的Ti相组成;V含量为10at%的Ti-V-Cr合金除了包含前述的3相外还出现了一定量的V基bcc固溶体相;而V含量为35at%的Ti-V-Cr合金转变为以V基bcc固溶体为主相的固溶体储氢合金.随着V含量的升高和组织结构的变化,Ti-V-Cr合金最大吸氢量升高,放氢率也增大,但是吸氢速率显著减小,活化性能变差.室温下,V含量为35at%的合金具有最大的吸氢量并且放氢率也最高,最大储氢量和放氢率分别是2.86%(质量分数)和61%.