铁取代部分铬对TiVCrMn合金储氢性能的影响

38Ti-30V-18Mn-14Cr合金具有比较大的吸氧量,但是其放氢平台太低,尤其是有效放氢量太少.Fe有利于合金放氢平台提高,所以本文研究了Fe取代部分Cr对该合金的吸/放氢性能的影响.X射线衍射(XRD)分析表明,随Fe取代Cr的量的增加,合金的相组成经由单一的体心立方(bcc)相逐渐转变为bcc与Laves两相共存,合金bcc相的晶格常数和晶胞体积减小.吸放氢性能曲线表明,Fe取代Cr后合金的最大吸氢量降低,但是合金的放氢平台显著升高,合金的有效放氢量增大.对于38Ti-30V-18Mn-10cr4Fe合金,在298 K吸氢、353 K放氢的条件下,有效放氢量达到最大为1.51%.     

Ti/Cr比对(VFe)50Ti26-xCr24+x(0≤x≤2.0)储氢合金吸放氢性能的影响

为研究不同Ti/Cr比对(VFe)50Ti26-xCr24+x(0≤x≤2.0)储氢合金吸放氢性能的影响规律,采用FeV80中间合金制备了低成本储氢合金并系统研究了储氢合金的吸放氢性能及组织结构.PCT及XRD实验结果表明:随着Ti/r比的降低(x的增加),合金的吸放氢量均呈现减小的趋势,放氢平台压则不断增大,所有的合金均由主相BCC及稀土氧化物CeO2相组成,主相BCC的晶格常数随着Ti/Cr比的降低而减小.     

V-Ti-Cr-Fe合金吸放氢性能的研究

通过均匀设计法对Ti/(Cr Fe)比的优化控制以及对CdFe比的调整，研究了V-Ti-Cr-Fe系四元贮氢合金。结果表明：Ti/(Cr Fe)比对合金的吸放氢性能产生重要影响。Ti/(Cr Fe)比为1时，Cr/Fe比越偏离2．5，合金有效吸氢量越小，放氢平台压随Fe含量增多而升高。Ti/(Cr Fe)比为1，Cr／Fe比为2．5的V30Ti35Cr25Fe10合金拥有最理想的吸放氢性能。     

Ce替代La对合金LaNi4.5Al0.5储氢性能及热力学的影响

金属Ce替代LaNi_4.5Al_0.5合金中的La用以提高金属吸/放氢热力学性能。通过研究合金La_1-xCe_xNi_4.5Al_0.5(x=0～0.4)的相结构、储氢热力学以及吸/放氢动力学发现,所制备的合金主相为六方晶系LaNi₅相;随着Ce替代量的增加(x=0～0.4),合金晶体结构中a轴呈现减小的趋势、c轴及各向异性(c/a)呈现出先增大后减小再增大的趋势;储氢性能测试表明,随着Ce替代量的增加,合金的吸/放氢平台压升高,最大储氢量减小;合金吸/放氢反应热优化程度与各向异性(c/a)呈现出相同趋势,当x=0.2时,合金吸放氢反应焓变分别降低至26.33 kJ/mol和24.30 kJ/mol。     

添加剂CeO_2对La_2Mg_(17)-50% Ni储氢性能的影响

研究了球磨添加CeO2对La2Mg17-50%(质量分数,下同)Ni复合合金的相结构和储氢性能的影响,并对合金的形貌和吸放氢性能进行了检测。XRD结果表明,球磨加入CeO2后,在La2Mg17-50%Ni合金中除了Mg2Ni和Ni相外,产生Ce Mg12相。SEM形貌图清晰地看见CeO2附在La2Mg17-50%Ni合金表面上呈白色小颗粒。吸氢动力学性能表明,加入CeO2后,使La2Mg17-50%Ni合金的最大吸氢量从3.298%增加到3.594%。添加CeO2后合金的最佳饱和吸氢温度降为200℃(3 MPa),且吸氢动力学性能提高至1 min内的吸氢量达到3.382%,是其最大吸氢量的94%。然而,CeO2在放氢过程中的积极作用并不明显。     

ZrFe_(1.95-x)Mn_xV_(0.10)(x=0,0.05,0.10,0.15)合金的储氢性能研究

利用磁悬浮感应熔炼法制备了ZrFe1.95-xMnxV0.10(x=0,0.05,0.10,0.15)高坪台压储氢合金。采用X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和Sievert's体积法研究了Mn部分取代Fe对ZrFe1.95V0.10合金的相结构、吸/放氢PCT性能及吸氢动力学性能的影响。XRD结果表明,当x≤0.10时合金均为C15型立方Laves单相结构,且随着Mn含量的增加,晶格常数逐渐增大;当x=0.15时合金中出现C14型六方Laves第二相,晶格常数略有降低;随着Mn取代量的增加,合金的活化性能改善,滞后系数降低,但坪台斜率增大,放氢坪台压由2.27MPa降至1.12 MPa(243 K下),储氢容量先增后减,在243 K下ZrFe1.85Mn0.10V0.10合金具有最大的储氢容量1.69%(n(H)/n(M)=1.13)及最快的吸氢速率t0.9为46 s。     

吸氢和金相组织对Ti17—Nb合金热稳定性的影响

Ti17-Nb 合金是在美国近代生产的新型钛合金 Ti17的基础上添加少量铌而成。文中介绍了它的性能,讨论了吸氢和不同金相组织对其高温、长时间热稳定性的影响。得出该合金在400～500℃下的热稳定性良好,其热暴露后的室温拉伸延伸率δ≥10%、(?)≥20%,耐热性能相当于 TC9、Ti-679等钛合金,是综合性能优异的α+β型钛合金。     

LaNi4Al0.75M0.25(M=Mn,Sn,In,Ti,Zr)合金吸放氢性能研究

采用XRD及等容法研究了元素替代对LaNi4Al0.75M0.25（M=Mn,Sn,In,Ti,Zr）合金相结构、吸放氢动力学和热力学性能的影响。结果表明：Sn,In替代对合金的吸放氢平台压力影响不大,而Mn,Ti,Zr替代明显降低了合金的平台压力;5种合金的吸氢量按替代元素Mn〉In〉Sn〉Ti〉Zr顺序降低,XRD分析结果表明降低原因是元素替代后合金中形成了杂质相;合金主相的晶胞体积与热力学焓变ΔH的绝对值大小顺序按替代元素表示均为Mn〉Zr〉Ti〉Sn〉In,而熵变ΔS差异不大。     

超声搅拌辅助铸造法制备新型钒基固溶体贮氢材料

为了改进钒基固溶体贮氢材料的性能,采用超声搅拌辅助铸造法制备新型钒基固溶体贮氢材料V3Ti Ni0.56Co0.1Al0.2,并进行物相组成、显微组织、吸放氢性能和耐腐蚀性能的测试与分析。结果表明,该新型钒基固溶体贮氢材料由V基固溶体相和少量的Ti Ni相、Ti2Ni相组成,具有较佳吸放氢性能和耐腐蚀性能,室温最大吸氢量为1.781%、室温放氢平台压力为0.46 MPa,腐蚀电位较V3Ti Ni0.56正移709 m V。     

钒基固溶体型贮氢合金的研究进展

金属钒具有吸氢量大、抗粉化性能好等优点，但是有效吸氢量较低，只有一半的氢能够释放出来，没有实用价值。在V-Ti二元合金的基础上形成的三元合金V-Ti-M(M代表Cr，Mn，Fe，Ni等)具有良好的贮氢性能。Ti／Cr比对V-Ti-Cr合金性能影响很大，Ti/Cr比值为0．75时V-Ti-Cr合金具有最大的贮氢量和有效吸氢量，同时热处理可以有效地提高V-Ti-Cr合金的有效吸氢量，并降低V的使用量。添加Mn的三元合金具有BCC和Laves相双相结构。V-Ti-Fe合金的贮氢量很高，并有希望利用便宜的钒铁做钒源。此外，V基固溶体合金还可以用于镍氢电池负极，如V-Ti-Ni合金具有很高的放电容量，目前需要解决其循环稳定性差和成本高的问题。     

稀土镁镍系合金的循环贮氢性能与粉化特性研究

为了研究稀土镁镍系合金的循环贮氢性能与粉化特性,本文以La0.75Mg0.25Ni3.41Co0.2Al0.03Ti0.06合金为研究对象.压力-组成-温度(PCT)曲线与扫描电镜(SEM)分析结果表明,随循环次数增加,合金电极的吸/放氢量、吸/放氢平台压减小;合金氢化物的放氢效率降低.合金的循环前期容量衰减速率比后期...     

吸放氢对La_(0.8)Ce_(0.2)Fe_(11.44)Si_(1.56)合金磁热性能的影响

通过吸氢、放氢调节La0.8Ce0.2Fe11.44Si1.56Hy合金的居里温度,利用X射线衍射物相分析(XRD)和振动样品磁强计(VSM)测量了合金的相结构和磁性曲线。结果表明:La0.8Ce0.2Fe11.44Si1.56合金吸氢后磁性能稳定,同时由于巡游电子变磁(IEM)转变减弱导致磁滞显著减小,但可以保持较大等温磁熵变。在0~1.5 T外加磁场下La0.8Ce0.2Fe11.44Si1.56Hy合金的最大等温磁熵变可以达到11.3 J·(kg·K)-1,大约是金属Gd的4倍。一定温度下、不同保温时间的放氢工艺可对氢含量进行微调,使La0.8Ce0.2Fe11.44Si1.56Hy合金的居里温度在283~316 K之间可调,而且不会影响合金等温磁熵变的大小,因此通过吸、放氢可以有效的在室温附近调节La0.8Ce0.2Fe11.44Si1.56Hy的居里温度。     

V-Ni二元合金的吸放氢性能

研究了V100-xNix（x=0～12％（原子分数））二元合金的活化性能、吸氢动力学性能、放氢PCT性能及吸放氢过程相结构的变化。Ni的添加提高了钒的活化性能和动力学性能。随着Ni含量的增加，γ相的分解压逐渐升高，稳定性降低。在20℃，3MPa氢压下，当Ni含量高于0．5％（原子分数）时，γ相的含量迅速降低，饱和吸氢量明显减少，当Ni含量超过2％（原子分数）时，γ相消失。增加Ni含量，有利于降低B相的含量，提高B相的分解压。随着Ni含量的增加，合金的晶格常数呈线性趋势降低。     

球磨时间对掺杂Ce(SO4)2的NaAlH4吸放氢性能的影响

采用球磨的方式在NaAlH4中掺入稀土催化剂Ce(SO4)2,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及PCT(pressure content temperature)测试仪研究了球磨时间对NaAlH4的相结构和吸放氢性能的影响.结果表明,经过不同时间球磨后,掺杂Ce( SO4)2的NaAlH4样品仍由NaAlH4相和Ce(SO4)2相组成,球磨没有改变样品的相组成.但是样品的放氢温度均降低,并在球磨6h时达到最大程度,放氢温度下降了40℃.吸氢后的样品中均存在Al,Na3AlH6和掺杂相Ce(SO4)2,球磨3和6h的样品还存在NaAl4相,说明第二步吸氢反应的程度较大.球磨6h的样品的吸氢性能最好,吸氢量达到3.598％(质量分数).球磨时间越长,颗粒越细小,颗粒细化是提高样品吸放氢性能的主要原因.但球磨时间过长后,颗粒团聚逐渐严重,吸放氢性能下降.     

放电等离子烧结制备储氢合金的应用研究现状

介绍了放电等离子烧结制备储氢合金的可行性,从La-Mg-Ni系、Mg基、Ti-V基合金的微观结构及其吸放氢性能等角度综述了放电等离子烧结在储氢合金中的应用研究进展,并指出储氢合金吸放氢性能的改善原因在于适当温度的放电等离子烧结促进了合金中新相的形成,控制了合金晶粒尺寸。     

不同Mn含量对A2B7型La-Y-Ni储氢合金性能的影响

采用真空熔炼法制备了不同Mn含量的A2B7型LaY2Ni10.2—xMnxAl0.3 (x=0.1、0.2、0.3、0.4、0.5)储氢合金。通过物相性能测试、气态储氢性能测试和电化学充放电循环性能测试等方法,系统研究了B侧Mn元素部分替代Ni元素对合金相结构和性能的影响。结果表明：制备的合金为多相结构,其中,主相为Ce2Ni7,副相为Gd2Co7、PuNi3和LaNi5。随着Mn含量的增加,Ce2Ni7相含量先增大后减小。当x=0.3时,LaY2Ni9.9Mn0.3Al0.3合金有最大吸氢量,为1.132%。经过150次充放电循环,x=0.3时,合金的容量保持率最高,为58.0%。     

La0.55Pr0.05NdxMg0.4-xNi3.3Al0.1(x=0.10～0.20)储氢合金的研究Ⅰ:相结构和气相吸放氢性能

中频感应熔炼法制备了La0.55Pr0.05NdxMg0.4-xNi3.3Al0.1(x=0.10、0.15、0.20)储氢合金.通过X射线衍射(XRD)和Rietveld方法分析了每个合金的相结构,分析结果表明,由于Nd/Mg比不同,三个合金的相组成不完全相同.同时应用扫描电镜(SEM)察了合金的形貌并结合能谱(EDS)方法测定了各相的组成,测定结果与XRD分析结果有所不同.La0.55Pr0.05NdxMg0.4-xNi3.3Al0.1(x=0.10、0.15、0.20)合金在313 K第一次吸放氢的P-C-T曲线显示出两个平台压力,分别对应于(La,Mg)2(Ni,Al)7相和La(Ni,Al)5相.合金的储氢容量随X值的增大先增加后减小,这种变化规律可能与合金中储氢相的丰度以及晶胞体积有关.该系列合金的吸/放氢动力学曲线表明,Nd含量适中的合金的吸/放氢动力学性能相对较好.     

Ce替代Y对Y_(1-x)Ce_xFe_2(x=0,0.15,0.25和0.50)合金吸氢性能的影响

利用磁悬浮感应熔炼法制备了Y_(1-x)Ce_xFe_2(x=0,0.15,0.25,和0.50)合金,通过X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)和定容法等测试方法,研究了Ce替代Y对Y_(1-x)Ce_xFe_2合金吸氢性能的影响。研究表明,Y_(1-x)Ce_xFe_2合金为多相结构,主相为MgCu_2型结构的YFe_2相,同时还含有Pu Ni3型结构的YFe_3第二相,且Ce元素有效替代了合金中的Y元素;当x≦0.25时,随着Ce替代量的增加,合金中YFe_3相增多,且合金的吸氢动力学性能和吸放氢循环稳定性得以改善,初始吸氢平衡时间t0.9由48 s降低至12 s,经7次吸放氢循环后,稳定吸氢容量由0.409%升高至0.598%(质量分数),吸氢容量衰减率由79%降低至55%,但合金初始吸氢容量有所下降;这主要归因于YFe_3相较之于YFe_2相结构更加稳定,但其吸氢容量更低;当x=0.50时,合金的吸氢容量及吸放氢循环稳定性均同步下降,此时合金中的YFe2相增多,合金吸氢后歧化反应加剧。因此,在Y_(1-x)Ce_xFe_2中,Ce对Y的替代量以小于0.50为宜。     

Ti_2AlNb基合金高温氧化初期热力学分析

运用相图计算技术,研究Ti-22Al-xNb(x=0～30%,摩尔分数)合金在1 000℃氧化的初始氧化产物,并预测Ti-22Al-27Nb和Ti-22Al-15Nb合金在此温度下氧化初期的各相质量分数及相组成的变化。结果表明:随氧分压增大,基体中的Bcc_B2相向Hcp_A3相转变以溶解增加的O(氧)。合金中元素的氧化顺序为Al,Ti,Nb。Al_2O_3,Halite(TiO)和NbO分别在氧分压为4.72×10~(-32),4.11×10~(-30)和5.53×10~(-25) MPa时出现。随氧分压增大,Ti与Nb的氧化产物均往含氧量更高的方向发展。与Ti-22Al-27Nb相比,Ti-22Al-15Nb合金中NbO和NbO_2的质量分数明显减小,而Al_2O_3的质量分数显著增加。     

钒基固溶体贮氢合金的研究进展

基于目前钒基固溶体贮氢合金研究现状,介绍了钒氢反应原理,对钒基贮氢合金理论计算、合金制备及性能改善等方面的研究进行了总结,并对合金成本等问题进行了讨论。钒基体心立方结构固溶体贮氢合金具有高容量、氢化反应条件温和、抗粉化性能好,动力学性能优越等特点。尤其作为燃料电池用贮氢罐的候选材料,具有很好的开发应用前景。钒从吸氢至完全饱和的整个过程,结构在发生变化:BCC(α)→BCT(β)→FCC(γ)。利用材料计算方法对合金热力学、晶格参数、电子原子比等方面进行理论计算,能够为实验研究提供理论指导。通过一种或多种元素添加或替代和热处理能够显著改善钒基固溶体贮氢合金的贮氢性能,但在高吸氢容量的前提下保证合金能够在适中条件下释放大部分氢仍是该系合金开发的关键之一。高纯钒价格昂贵,在不显著减小最大容量的基础上有效降低钒基贮氢合金的成本是该合金研究的另外一个关键点。