Ti1.2Fe＋x%Mg（x=1,3,5）合金的贮氢特性

在TiFe合金中添加少量的IIA族轻金属元素Mg，并且使Ti侧过化学计量，组织Ti1.2F3 x%（质量分数，下同）Mg（x=1,3,5)试验合金，研究了该系列合金的储氢特性。结果表明，Ti1.2F3 3%Mg和Ti1.2F3 5%Mg合金在室温下，经2次吸放氢操作即能完全活化，前者的储氢量为213ml/g，且具有较小的压力滞后和平台斜率，适合作为内氢燃料电池氢源储氢材料。X射线分析发现，所有试验合金的主相均为TiFe相，而合金显微组织显示，Mg以弥散颗粒分布于合金基体，并讨论了Mg的添加和Ti过量对合金活化性能和储氢容量的影响机制。     

Hydrogen storage properties of V＋TiFe0.85Mn0.15 multi—phase alloys made by mechanical alloying

The mechanical alloying technique was used to make multi-phase alloys V TiFe0.85Mn0.15.Their hydrogen storage properties were characterized and compared with that of the polycrystalline alloys made by casting.It was found that the ball milled alloys can absorb hydrogen at room temperature in the first cycle without prior activation.The 40% V 60% TiFe0.85Mn0.15 alloy made by mechanical alloying shows the best hydrogen storage property with the valid hydrogen capacity up 50 220mL/g at 293K and 4.0MPa, and the P-C-T behavior is also improved.The XRD and EDX analyses also show that the phase of these alloys contains.V,TiFe,γ-TiMnx,TiFe2 and α-FeV.The composition of these phases affects significantly the hydrogen storage properties of alloys.     

V＋TiFe0．85Mn0．15复相合金的储氢特性

研究了(100—x)％V x％ TiFe0．85Mn0．15(x＝50，60，70)(质量分数，下同)合金的储氢特性。讨论了添加TiFe0．85Mn0．15对钒基合金活化、吸放氢性能与组织结构的影响。研究表明，所有试验合金无需活化处理即可吸氢。在室温和4．0MPa下，40％V 60％TiFe0．85Mn0．15合金的有效氢容量达到207ml／g。     

Preparation of low cobalt high rate discharge hydrogen storage alloy MlNi_(3.85)Co_(0.45) Mn_(0.4)Al_(0.3)X_(0.1)(X=Mg,Si,Sn)

1　INTRODUCTIONInrecentyears,Ni/MHbatterythatisanewgenerationbatterywithhighenergydensitywasrapidlydevelopedafterwardsNi/Cdbattery .WiththeincreasinglymatureofNi/MHbatteryproductiontechnique,itbeginstojointhefieldofhighpowerandgreatcapacitycell,andbecomesgraduallythemostpromisinggreendynamiccellthatwasappliedtoelectromotivemotor .Thehydrogenstoragealloy ,asthekeymaterialofNi/MHdynamiccell,mustbecharacterizedbyitshighspecialcapacity ,highvolt ageplatform ,goodcatalyzeactivity ,longcycl…     

Ti-Cr基合金的储氢性能及晶体结构

研究了Ti1＋xCr1.2Mn0.8（x=0．0,0．1,0．2,0．3）系和Ti1＋xCr1.2Mn0.8-6My（M=Fe,Ni,Cu,V,VFe;x=0．0,0．1;y=0．1,0．3）系AB2型合金的储氢性能和晶体结构．XRD结果表明,合金主相为C14（MgZn2）型Laves相,可以保证较高的吸、放氢量．通过A侧过化学计量以及B侧用Fe,Ni,Cu,V,VFe分别替代部分Mn,增加了点阵常数和晶胞体积,降低了P—C—T曲线的滞后．由相应数据寻找出适合于金属氢化物氢压缩机的高压端储氢合金．结果表明,合金TiCr1．2Mn0．5Fe0．3与Ti1.1Cr1.2Mn0.5Cu0.3具有良好的储氢性能和压缩特性,可以作为性能优良的高压端储氢合金．     

V-Ti-Cr-Fe合金的储氢性能研究

研究了V（30％）-Ti（15％～55％）-Cr（7％～43％）-Fe（2％～18％）（原子分数，下同）四元合金的储氢性能。结果表明：V-Ti-Cr-Fe四元合金的吸氢量与有效吸氢量主要由Ti／（Cr＋Fe）比决定，当Ti／（Cr＋Fe）=1时，合金具有最好的吸放氢性能。随着Ti／（Cr＋Fe）比升高，合金的晶格常数增大，氢化物的生成焓增大，放氢平台压力降低。在298K时，V30Ti35Cr25Fe10合金的吸氢量达到3．6％（质量分数，下同），有效吸氢量达到2．0％。     

La1．8Ca0．2Mg14Ni3＋x% Ti合金的微结构和储氢性能

研究了机械球磨La1.8Ca0.2Mg14Ni3＋x％Ti（质量分数，下同）（x=0，5，10）合金的微结构和储氢性能。气态吸放氢研究表明。加入钛粉球磨能有效提高合金的活化性能、储氢容量和吸放氢速率。铸态合金经过6次活化后，在613K时放氢量为4．12％（质量分数，下同）。加Ti球磨改性10h后，随着X增加，合金经过2次～3次循环基本完全活化。吸放氢性能也相应提高。Ti含量在x=0，5，10时合金在613K的放氢量分别为4．69％，4．80％，4．83％：当x=10时合金在373K的吸氢量达到3％以上，在600K经过2min就能达到4．81%（为最大吸氢量的97％）。微结构分析表明。具有表面催化活性的Ti粉与合金基体表面进行复合，并使合金发生部分非晶转变，能有效改善La1.8Ca0.2Mg14Ni3合金的储氢性能。     

元素Ti对贮氢合金ZrMn0．7V0．2CO0．1Ni1．2相结构和电化学性能的影响

研究了元素Ti对贮氢电极合金ZrMn0.7V0.2Co0.1Ni1.2的相结构、相组成以及电化学性能的影响。结果表明，对于合金Zr1-xTix(Mn0.7V0.2Co0.1Ni1.2)，其母体合金的主相为C15型Laves相，并含有少量的非Laves相Zr7M10；但随着掺Ti量的增加，合金中出现C14型Laves相，而且其含量逐渐增加；在x=0．1～0．2时，合金中还出现少量的TiNi相，而在x=0．4～0．5时，非Laves相Zr7M10和TiNi相全部消失，说明元素Ti大量的掺杂抑制了第二相的产生：而且随着Ti含量的增加，合金中的C15型和C14型Laves相的晶格常数逐渐减小。电化学测试结果发现，当含Ti量x=0．2时，合金有最大放电容量Cmax为354mAh／g，在放电电流为300mAh／g条件下，高倍率放电性能比母体合金提高了15％。     

金属氢化物氢压缩机用AB2型Ti- Mn基储氢合金研究

制备了AB2型Laves相Ti- Zr- Mn- Cr- V- Fe系列氢压缩材料,对于V- Fe、Mn/Cr比值和Zr含量对合金吸放氢平台特性和热力学性能的影响进行了研究,优化出具有优异综合储氢性能的氢压缩材料Ti0.9Zr0.1Mn1.4Cr0.35V0.2Fe0.05合金.该合金具有较低的吸放氢平台压力、较小的压...     

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。     

Effects of La substitution on microstructure and hydrogen storage properties of Ti–Fe–Mn-based alloy prepared through melt spinning

The as-spun Ti_1–xLa_xFe_0.8Mn_0.2 (x=0, 0.01, 0.03, 0.06, 0.09, molar fraction) alloys were prepared by melt spinning. The effects of La substitution for Ti on the microstructure, hydrogen storage kinetics and thermodynamics of TiFe-type Ti–Fe–Mn-based alloy were investigated. The as-spun alloys hold the TiFe single phase, which transforms to TiFeH_0.06, TiFeH, and TiFeH₂ hydrides after hydrogenation. La substitution promotes the formation of micro-defects (such as dislocations and grain boundaries) in the alloys, thus facilitating hydrogen diffusion. In addition, the hydrogen storage kinetics properties are improved after introducing La element. With the rise of La content, the hydrogen storage capacity decreases firstly and then increases, but the absolute value of hydriding enthalpy change (|ΔH|) increases firstly and then reduces. When x=0.01, the maximum value of |ΔH| is obtained to be (25.23±0.50) kJ/mol for hydriding, and the alloy has the maximum hydrogen absorption capacity of (1.80±0.04) wt.% under the conditions of 323 K and 3 MPa.     

气相蒸发Ti-Fe系合金纳米粉末相生成规律及尺寸效应研究

采用电弧加热蒸发法制备出粉末粒度在5nm～30nm的Ti-Fe系合金纳米粉末，研究了纳米粉末的相生成规律以及混合物粉末的尺寸效应。实验结果表明，纳米粉末中化合物相的生成规律与Ti-Fe合金平衡相图的不同。蒸发Fe含量大于73％（质量分数，下同）的母合金时易得到FCC相和Fe2Ti相，而蒸发Ti含量大于47％的母合金易得到以FCC相和FeTi相为主的粉末，且所有粉末中FCC相含量最多。当母合金中Fe含量为53％时，粉末中FeTi相的相对含量是所有粉末中最高的。只有在蒸发Ti含量为90％的母合盒所得的粉末中检测到了少量Ti单质相。FCC相的d（111）晶面间距随母合金中Ti含量的增加而增加，说明FCC为固溶体相。DSC结果表明，纳米粉末的平均熔点明显低于粉末中各个合金相在平衡状态下的熔点。     

退火热处理对Nd0.75Mg0.25(Ni0.8Co0.2)3.5储氢合金结构和性能的影响

采用中频感应熔炼制备Nd0.75Mg0.25(Ni0.8Co0.2)3.5储氢合金,在0.03 MPa氩气氛围进行退火,退火温度分别为850,900和950 ℃,保温时间均为7 h。分别对合金的电化学性能、气态储氢性能和合金的微观结构进行研究。结果表明,合金在退火热处理前后的相组成没有发生明显变化,主相均为Ce2Ni7型(Nd,Mg)2(Ni,Co)7相和CaCu5型NdNi5相。合金中晶粒尺寸随着退火温度的升高而增大,相界面则减少,退火消除晶格应力、增加成分均匀性、增加储氢容量;同时有部分Mg在热处理过程中损失导致储氢容量的下降。900 ℃热处理使得Nd0.75Mg0.25(Ni0.8Co0.2)3.5合金表现出较好的储氢性能,最大电化学放电容量为359 mAh/g,合金电极在100次循环后容量保持率为90.3%,气态储氢容量达到1.65%（质量分数,下同）。     

纳米晶Mg2-xTixNi0.8Cr0.2四元合金的气态储氢性能

纳米晶Mg2-xTixNi0.8Cr0.2(x=0.05,0.10,0.15,0.20)四元合金由纯Mg,Ti,Ni,Cr粉在773 K经4h烧结后机械球磨而成.该合金具有良好的活化性能和吸氢动力学性能.合金在393 K,4.0 MPa氢压条件下,2min内便可以完成总吸氢量的75%(质量分数)以上,Mg1.95Ti0.05Ni0.8C0.2最大吸氢量可达到3.35%.在493 K,0.1 MPa条件下可快速放氢,Mg1.80Ti0.20Ni0.8Cr0.2在18 min内便可完成放氢过程,总放氢量为2.17%.所有合金具有良好的低温吸氢性能,353 K时Mg1.85Ti0.15Ni0.8Cr0.2合金最大吸氢量可达到2.08%.XRD分析结果显示,Ti替代Mg后,合金中主要存在Mg2Ni与Ni两相,另外,还有微量的Mg与TiNi相,TiNi相弥散分布在合金中,对合金的吸放氢性能有一定的催化作用.     

Study on Hydrogen in Mixed Gas Separated by Rare Earth Hydrogen Storage Alloys

采用中频感应炉在氩气保护下制备稀土镍系AB5型贮氢合金和La-Mg-Ni系AB3型贮氢合金。利用H2、N2和CH4配制的混合气体来模拟工业尾气,对利用稀土贮氢合金分离混合气体中氢气的纯度、合金抗杂质气体毒化及抗粉化性能进行研究。结果表明,稀土镍系AB5型合金由CaCu5型结构组成,AB3型La-Mg-Ni系合金为多相结构,由(La,Mg)Ni3、LaNi5以及LaNi2型相组成。在分离混合气体中氢气时,贮氢合金均受到杂质气体的毒化,导致吸氢速率降低,吸氢量减少。La-Mg-Ni系合金的抗粉化性能好于LaNi5及其多元化合金。综合考虑分离氢气的纯度、合金的抗毒化及抗粉化性能,认为LaNi3.7Mn0.4Al0.3Fe0.4Co0.2合金分离氢气的效果较好,氢气纯度可以达到90.7%。     

Effect of commercial AB5 alloy addition on the electrochemical properties of Ml-Mg-Ni-based hydrogen storage alloys

A commercial AB5 hydrogen storage alloy was used as an additive to improve the electrochemical properties of Ml-Mg-Ni-based hydrogen storage alloys.The effect of AB5 alloy addition on the phase structure,charge/discharge characteristics,and electrochemical kinetics of Ml0.90Mg0.10Ni3.08Mn0.13Co0.63Al0.14 alloy was investigated.The maximum discharge capacity of Ml0.90Mg0.10Ni3.08Mn0.13Co0.63Al0.14 + 4 wt.% AB5 electrode reaches 406 mAh/g.The anodic polarization,cyclic voltammetry,and potential step discharge experiments show that the electrochemical kinetics of the electrode with additives was promoted,with the LaNi5 phase of AB5 alloy acting as electro-catalytic sites in the electrode alloy.The high-rate dischargeability of Ml0.90Mg0.10Ni3.08Mn0.13Co0.63Al0.14 + 4 wt.% AB5 alloy electrode at 1100 mA/g reaches 60.9%,which is 9.4% higher than that of Ml0.90Mg0.10Ni3.08Mn0.13Co0.63Al0.14 alloy electrode.The cycling stability of the electrode with 4 wt.% AB5 alloy has also been improved.     

Ti基贮氢合金Ti0．3Zr0．225V0．25Mn0．3-xNi0．45＋x（x=0-0．25）的显微组织及电化学性能

为了改善Ti基贮氢合金的电化学性能，采用XRD，SEM及EDS分析了Ti0．3Zr0．225V0．25Mn0．3-xNi0．45＋x（x=，0．05，0．10，0．15，0．20，0．25）贮氢合金的相结构及相成分，并研究了合金的电化学性能。结果表明，合金均由六方结构的C14型Laves主相和立方结构的C15型Laves第二相构成；随着Ni替代量x的增大，合金的活化性能降低，而循环稳定性得到一定程度的改善。当Ni替代量x=0．05时，合金的放电容量达到最大，为426mAh／g，显示出很大的应用潜力.     

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%.     

La(1-x)MgxNi4.25Al0.75(x=0-0.3)合金的结构与储氢性能研究

采用三步感应熔炼法制备了La(1-x)MgxNi4.25Al0.75 (x=0.0,0.1,0.2,0.3) 储氢合金,对该系列合金的晶体结构和储氢性能方面进行了研究。晶体结构和相分析结果表明,当x=0.0和0.1时,合金由单一的LaNi4Al相组成;而x=0.2和0.3时,合金由LaNi4Al相, (La,Mg)Ni3相和AlNi3相构成。随着Mg含量x从0.2增至0.3时,合金的第二相丰度和吸/放氢平衡压明显升高,同时储氢容量减小。研究发现,当Mg添加量x=0.1时,合金除具有良好的储氢容量和低平台压外,其吸氢动力学性能更好。     

球磨Mg50Ni50＋x wt%Ti（x=0,1,3,5）合金的贮氢性能

为了改善镁基贮氢合金的贮氢性能,在合金中加入不同量的Ti作为催化剂,用机械球磨法制备出Mg50Ni50＋x wt%Ti（x=0,1,3,5）合金粉末。用XRD、SEM分析了合金的微观结构,研究了Ti含量的变化对合金气态吸氢动力学及电化学性能的影响。结果表明：随着Ti含量的增加,合金相中出现了TiNi2相,TiNi2相不利于气态吸氢及电化学贮氢性能,但对合金的容量保持率及高倍率放电性能有很好的促进作用。