铸态La_(1-x)Sm_xMg_(3.6)Co_(0.4)(x=0～0.4)合金的贮氢性能（英文）

采用真空感应熔炼方法制备了La_(1-x)Sm_xMgNi_(3.6)Co_(0.4)(x=0~0.4)合金,并系统研究了Sm替代La对合金相结构、形貌、以及贮氢性能的影响。利用XRD和SEM分析了合金的相结构。结果表明,合金包含LaMgNi_4和LaNi_5两相;La_(1-x)Sm_xMgNi_(3.6)Co_(0.4)(x=0~0.4)系列合金在348 K,3 MPa下的气态吸氢量(质量分数,%)随着Sm添加呈现逐渐降低的趋势,分别为1.859、1.707、1.585、1.578、1.471;合金的P-C-T曲线显示LaMgNi_4相在吸放氢时有平坦的平台压,同时通过在323,348,373 K下对合金P-C-T曲线的研究表明,La_(1-x)Sm_xMgNi_(3.6)Co_(0.4)(x=0~0.4)合金中LaMgNi_4相在吸氢过程中的焓变在x=0时为-40.37 kJ/mol,随着Sm替代量增加到x=0.4,焓变降到了-26.99 kJ/mol。而熵变也从x=0时的-101.9 J·(mol/K)~(-1)。降到了x=0.4时的-77.56 J·(mol/K)~(-1);La_(1-x)Sm_xMgNi_(3.6)Co_(0.4)(x=0~0.4)合金的电化学合金测试表明,最大放电容量随着Sm替代量的增加从347 mAh/g降到了270.5 mAh/g,但是合金的循环稳定性随着Sm替代的增加得到了很大的提高。     

铸态La1-xSmxMg3.6Co0.4 (x = 0-0.4)合金的贮氢性能研究

采用真空感应熔炼方法制备了La1-xSmxMgNi3.6Co0.4 (x = 0-0.4)合金,并系统研究了Sm替代La对合金相结构、形貌、以及贮氢性能的影响。XRD和SEM分析了合金的相结构,结果表明合金包含LaMgNi4和 LaNi5两相。La1-xSmxMgNi3.6Co0.4 (x = 0-0.4)系列合金在348K,3MPa下的气态吸氢量随着Sm添加呈现逐渐降低的趋势,分别为1.859、 1.707、1.585、1.578、1.471 wt.%。合金的P-C-T曲线显示LaMgNi4相在吸放氢时有平坦的平台压,同时通过在323 K,348 K,373K下对合金P-C-T曲线的研究表明,La1-xSmxMgNi3.6Co0.4 (x = 0-0.4)合金中LaMgNi4相在吸氢过程中的焓变在x = 0时的为-40.37 kJ/mol,随着Sm替代量增加到x = 0.4,焓变降到了-26.99 kJ/mol。而熵变也从x = 0时的-101.9 J/mol/K降到了x = 0.4时的-77.56 J/mol/K。La1-xSmxMgNi3.6Co0.4 (x = 0-0.4)合金的电化学合金测试表明,最大放电容量随着Sm替代量的增加从347 mAh/g降到了270.5 mAh/g,但是合金的循环稳定性随着Sm替代的增加得到了很大的提高。     

Ti_(0.7)Zr_(0.3)(Cr_(1-x)V_x)_2合金的结构和贮氢性能

采用XRD和SEM分析了Ti0.7Zr0.3(Cr1-xVx)2(x=0.1,0.2,0.3,0.4)合金的相组成、晶体结构和元素成分;采用Sieverts装置、差热和热重分析仪(DTA-TG)测量了合金的活化性能、吸放氢P-C-T曲线、热力学参数及高温放氢特征.结果表明,合金为多相组织,存在C36(P63/mmc)和C15(Fd3m)2种Laves相和几种晶格常数近似的钒基bcc固溶体相.当V含量较低时,合金主要由C36型Laves相和少量bcc固溶体相组成.随着V含量增加,C36型转变为C15型Laves相,其中第3种(C层)堆垛存在几率增加,而且合金中bcc固溶体相含量增加.合金在2 MPa氢压和常温下能迅速活化;表面氧化后,x=0.1和0.2合金仍表现出优异的活化性能.随着V含量增加,合金的贮氢量增加、平台压力减小.合金氢化的相对偏摩尔焓变(ΔH)和熵变(ΔS)的变化范围为-7~-28 kJ/mol和-35~-95 J/(mol·K).DTA-TG分析表明,合金氢化物分解主要出现在500~600 K温度区间,并呈现对应不同类型氢化物的2个分解温度,加热到800 K时合金中稳定的氢化物完全分解.     

CeMn0.25Al0.25Ni1.5+x(x=0.0, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9, 1.1)合金的相结构和电化学性能

研究了CeMn0.25Al0.25Ni1.5+x(x=0.0,0.3,0.5,0.7,0.9,1.1)超化学计量比合金的相结构和电化学性能。XRD、SEM和电化学性能测试结果表明:CeMn0.25Al0.25Ni1.5+x(x=0.0,0.3,0.5,0.7,0.9,1.1)合金主要含有六方的CeAl相和立方的CeNi相,合金的粒径随x值的增大而变大。Ni的超化学计量比添加能够大大提高合金的电化学活性,298K时,合金的放电容量从x=0.0时的118.3mAh/g提高到x=1.1时的200.7mAh/g;338K时,其放电容量随x值增大呈先增后减的趋势,x=0.0合金的放电容量为170.4mAh.g-1,当x=0.9时,放电容量出现最大值271.4mAh/g。合金电极的P-C-T曲线表明:随Ni超化学计量的增加,合金的平衡氢压平台斜率变小,宽度增大,平衡氢压升高,这可能是使合金电极放电容量增加的主要原因。     

Ti1.8(VFe)CrNi0.2+xwt%LaNi5(x=0,5,10,20)复合合金的相结构对电化学性能的影响

采用XRD、SEM+EDS和电化学性能测试仪对复合合金Ti1.8(VFe)CrNi0.2+xwt%LaNi5(x=0,5,10,20)的相结构及其在323K下电化学性能进行表征。结果表明,随LaNi5的添加,合金由胞状晶的BCC结构的Ti-V-Cr基相和体心四方结构的Cr-Ni-Ti-Fe为主相逐渐转变为树枝晶的Ti-V-Cr-Fe-Ni为主相的BCC单结构。电化学性能显示,随x的变化,复合合金的活化及放电容量等呈规律性变化。x=5时,合金的活化和放电容量明显改善,需9次活化且达到最大值360mAh/g,这是因为棒状晶的形成和第二相Cr-Ni-Ti-Fe相与Ti-V-Cr基主相独特的协同作用。     

TiV_(2.1)Ni_x(x=0.2~0.6)贮氢合金的相结构及电化学性能

系统研究了TiV2.1Nix(x=0.2,0.3,0.4,0.5,0.6)贮氢合金的相结构及电化学性能。XRD及SEM分析表明:合金均由体心立方(bcc)结构的V基固溶体主相和TiNi基第二相组成;随着Ni含量x的增加,合金中V基固溶体主相的相含量和晶胞参数逐渐减小,TiNi基第二相含量逐渐增多,且当x≥0.4时,TiNi基第二相组织沿主相晶界形成明显的三维网络状结构。电化学测试表明:随着x的增加,合金的高倍率放电性能及循环稳定性均得到显著改善;但当x从0.4增加到0.6时,合金的活化性能变差,最大放电容量降低。在研究的合金中,TiV2.1Ni0.4表现出较好的综合性能。     

La_(1-x)Sc_(x)Ni_(3.5)合金储氢及电化学性能研究

采用真空电弧熔炼炉熔炼储氢合金La_(1-x)Sc_(x)Ni_(3.5)(x=0~1.0),且经真空退火炉1173 K退火1周。研究了Sc含量对该合金相结构、储氢及电化学性能的影响。结果表明,该合金组织均由La_2Ni_7、LaNi_5、LaNi和Sc_2Ni_7等相组成,随着Sc含量的增加,LaNi_5相逐渐减少,La_2Ni_7和Sc_2Ni_7逐渐增加。298 K下合金电极吸放氢平台压力逐渐升高,吸氢量呈先增后减趋势,x=0.3时最大吸氢量(0.651 wt%)、平台压力均适中。随x值增大,最大放电容量C_(max)和100次充放电循环容量保持率S100均呈先增加后减小的趋势.。x介于0.3~0.5时,电极综合电化学性能较好。合适的Sc含量并经退火热处理能有效改善合金电极循环寿命。但掺入过量Sc后,合金易形成难吸氢的Sc_2Ni_7相,这是电极容量不高的主要原因,这与PCT测试结果保持一致。     

Nb_(55−x)V_(x)Ti_(25)Co_(20)合金的显微组织和氢传输性能EI北大核心CSCD

采用SEM和XRD等分析了Nb_(55−x)V_(x)Ti_(25)Co_(20)氢分离合金(x=0,…,25,%,摩尔分数)显微结构特征,研究其随V含量的变化规律;利用氢渗透性能测试仪和Devanathan-Stachurski型电解池测量上述合金的氢渗透和氢扩散性能,阐明合金成分、组织和性能参数之间的关系。结果表明:随V含量的逐渐增加,初生Nb相体积分数增加;相反地,两相共晶减少,当x>10(摩尔分数)时,由于大量(Nb,V,Ti)2Co相和微量V3Co相的析出,合金中由两相转变为四相组织;伴随上述过程,合金渗氢性能和抗氢脆性能先增加而后急剧降低,当x=10时,Nb45V10Ti25Co20在673 K具有最大的渗氢性能,即3.76×10^(−8) mol/(m·s·Pa1/2),是相同实验条件下Pd膜的2.4倍。另外,氢扩散系数随着x值的增加而增加,相反地,氢溶解度随之降低,由此证实前者是导致该系列合金氢渗透性能变化的主要原因。     

La4-xPrxMgNi19(x=0～2.0)贮氢合金的相结构与电化学性能

系统研究了Pr替代La后对La4-xPrxMgNi19(x=0～2.0)贮氢合金的相结构与电化学性能影响.结构分析表明,合金主要由Pr5Co19、Ce5Co19、CaCu5型物相组成.随着x的增加,合金中A5B19(Pr5Co19 Ce5Co19)型物相逐渐增多,同时各物相的晶胞参数(a,c)和晶胞体积(V)均呈线性减小.电化学测试表明,随着x的增加,合金活化性能显著降低,合金贮氢量先增加后减少,但合金循环寿命有所提高.合金的高倍率放电性能(HRD)随着x的增加先增加后减少,在x=1.2时有最大值(HRD900=94.77%).合金的HRD主要由合金表面的电催化活性所控制.     

快速凝固LaMg_(0.25)Ni_(4.0-x)Co_(0.75)Al_x(x=0～0.3)合金的相结构与电化学性能

对LaMg_(0.25)Ni_(4.0-x)Co_(0.75)Al_x(x=0~0.3)系列合金进行了快速凝固处理(15m/s),系统研究了该条件下Al部分替代Ni对合金相结构和电化学性能的影响。XRD分析结果表明,合金主要由La4MgNi19相(A5B19型)和LaNi5相(CaCu5型)相组成,两相的晶胞体积(V)和LaNi5相的相丰度均随x的增加而增大。电化学性能测试表明,x的增加,会使合金的活化性能、最大放电容量以及高倍率放电性能(HRD)下降,但循环稳定性有明显改善,如100次循环后的容量保持率(S100)从x=0的59.07%提高到了x=0.3合金的85.99%。研究认为,合金中较高吸氢相(A5B19型)随x的增加而减少是导致合金电极最大放电容量下降的主要原因,而循环寿命的改善则是由于Al含量的增加降低了合金颗粒的吸氢体积膨胀率,同时减小了两种吸氢主相在吸放氢过程中产生的内应力,从而降低了合金电极的粉化程度所致。     

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.     

Influence of Oxygen Content on Microstructure and Electrochemical Properties of V2-xTi0.5Cr0.5NiOx (x=0~0.35) Hydrogen Storage Alloys

为了提高V基固溶体贮氢合金的充放电循环稳定性能,研究了O含量对V2-xTi0.5Cr0.5NiOx (x=0~0.35)合金的组织结构和电化学性能的影响。组织结构分析表明,当没有添加O时,合金主要由bcc结构的V基固溶体相和TiNi相组成,随着O含量的增加,合金中出现了Ti4Ni2O新相。电化学测试表明,随着O含量的增加合金电极的最大放电容量有所降低,从x=0时的366.8 mAh/g降低到 x=0.35时的225.3 mAh/g,而较少氧含量时,合金电极的循环稳定性能明显得到了改善,从x=0时的69.9%增大到 x=0.2时的83.7%,而后又降低到76.9%（x=0.35）。电化学动力学分析结果表明,合金的高倍率放电性能,交换电流密度和氢的扩散系数均随着O含量的增加先增加而后减小。     

MICROSTRUCTURE AND ELECTROCHEMICAL CHARACTERISTICS OF Zr_(0.9)Ti_(0.1)(Ni_(1.1)Mn_(0.7)V_(0.2))_x METAL HYDRIDE ELECTRODE

The crystal structure, the phase composition and the electrochemical characteristics of Zr0.9Ti0.1(Ni1.1Mn0.7V0.2)x (x=0.90, 0.95, 1.00, 1.05) alloys were investigated by means of XRD, SEM, EDS and electrochemical measurements. It was shown that all alloys are multiphase with C15 Laves phase as a main phase along with C14 phase and some secondary phases. And the amounts of the C14 phase and secondary phases in the four alloys increases with decreasing x. The results indicated that the various stoichiometric ratios have great effects on the electrochemical characteristics such as the maximum discharge capacity, discharge rate capability and self-discharge properties etc. for Zr0.9Ti0.1(Ni1.1Mn0.7 V0.2)X (x=0.90, 0.95, 1.00, 1.05) alloys. The hyper-stoichiometric Zr0.9 Ti0.1(N1.1Mn0.7 V0.20)1.05 exhibits the maximum discharge capacity of 332mAh-g-1. The C14 phase and secondary phases seems to improve discharge rate capability of the alloys.     

Tb0.3Dy0.7Fe1.95-xNbx (x=0, 0.03, 0.06, 0.09) 合金的组织与磁致伸缩性能

采用高真空电弧炉制备了Tb0.3Dy0.7Fe1.95-xNbx(x=0,0.03,0.06,0.09)合金,研究了该系列合金的晶体结构、微观组织及磁致伸缩性能。结果表明:添加Nb元素后的Tb0.3Dy0.7Fe1.95-xNbx(x=0.03,0.06,0.09)合金基体相结构仍保持为MgCu2(C15型)立方Laves相,添加Nb后Tb0.3Dy0.7Fe1.95-xNbx合金基体相晶格常数几乎不变。Nb在基体相RFe2中和富Re相中都不溶,但在x=0.03时的RFe3相中微溶而形成Re(Nb,Fe)3相。初生相NbFe2(C14型)相的形成使凝固液体富稀土从而抑制了RFe3有害相形成。六方结构的NbFe2在与自身结构不同的RFe2(C15型)中不溶而单独成为一相存在于RFe2基体上。Nb的添加量x对磁致伸缩的影响很大,微量(x=0.03)Nb的添加有效抑制了RFe3有害相的生成而使得磁致伸缩性能提高最大,但当Nb含量继续增大时,由于顺磁相NbFe2和富Re相的析出影响了基体磁-弹性交互作用而使磁效伸缩性能下降。但相对于Tb0.3Dy0.7Fe1.95母合金都有少量提高。     

La0.67Mg0.33Ni3.0-xAlx（x=0.0-0.35）贮氢合金相结构和电化学性能研究

采用X射线衍射、电子探针和电化学测试研究了La0.67Mg0.33Ni3.0-xAlx（x=0.0-0.35）合金的相结构和电化学性能。XRD结果和EPMA观察表明：La0.67Mg0.33Ni3.0合金由LaNi3相和La2Ni7相组成。然而La0.67Mg0.33Ni3.0-xAlx（x=0．1，0．2，0．35）合金不含LaNi3相。研究结果表明Al替代Ni改变了La0．67Mg0．33Ni3.0合金的相结构，Al替代Ni不利于La0．67Mg0．33Ni3.0合金中LaNi3相的形成。此外，随Al含量的增加，La0.67Mg0.33Ni3.0-xAlx（x=0．1，0．2，0．35）合金的相结构也发生了变化。WDS分析表明：随La0.67Mg0.33Ni3.0-xAlx合金中X的增加，Al在LaNis相中的含量增加，但Al在LaNi2相的含量很少并且几乎不随X变化。电化学性能测试表明：Al替代Ni提高了La0.67Mg0.33Ni3.0合金电极的循环稳定性。但La0.67Mg0.33Ni3.0-xAlx合金电极的放电容量却随Al含量的增加而明显降低。     

V对贮氢合金微观结构和电化学性能的影响

为了开发AB5型稀土系低Co贮氢合金，研究了加V低Co贮氢合金M／Ni3．55Co0.3Mn0.4Al0．25Cu0．15Fe0.1Cr0.1Zn0.13Vx（x=0．02，0．05，0．08）V含量变化对放电容量、循环稳定性的影响机理。结果表明，加V低钴贮氢合金可以获得良好的综合电化学性能，但V的加入应严格控制。在本研究范围内，x=0．02的加V低钴贮氢合金具有最佳的综合电化学性能。     

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。     

纳米晶和非晶Mg20-xLaxNi10(x=0-6)贮氢合金的贮氢行为

用快淬技术制备了Mg2Ni型贮氢合金,合金的名义成分为Mg20-xLaxNi10 (x = 0, 2, 4, 6)。用XRD、SEM、HRTEM分析了合金的微观结构。发现不含La的快淬合金中没有非晶相,但含La快淬合金中显示以非晶相为主。当La含量x≤2时,铸态合金的主相为Mg2Ni相,但随着La含量的进一步增加,铸态合金的主相改变为(La,Mg)Ni3+LaMg3相。应用Sieverts设备研究了铸态及快淬态合金的吸放氢量及动力学,结果表明,x=2的合金吸放氢量及动力学随淬速的增加而增加,但对于x=6的合金,结果是相反的。电化学测试结果表明,x=2合金的放电容量随淬速的增加而增加,而对于x=6合金,结果也是相反的。快淬显著地提高了x=2, 6合金的循环稳定性     

快淬纳米晶/非晶Mg2-xLaxNi (x=0~0.6)合金的电化学贮氢性能

用铸造及快淬工艺制备Mg2Ni型Mg2-xLaxNi(x=0,0.2,0.4,0.6)贮氢合金。用XRD、SEM、HRTEM分析铸态及快淬态合金的微观结构。结果发现,在快淬无La合金中没有出现非晶相,但快淬含La合金显示了以非晶相为主的结构。用DSC研究快淬合金的热稳定性,表明La的含量及快淬对非晶相的晶化温度影响很小。电化学测试结果表明,铸态合金的放电容量随La含量的增加而增加,快淬态合金的放电容量随La含量的变化有极大值。La替代Mg显著地提高了铸态及快淬态合金的循环稳定性。