V-Ti-Ni-Al电池负极用钒基储氢合金的制备及性能研究

以V_3TiNi_(0.56)Al_(0.3)电池负极用钒基储氢合金为试验对象,进行了不同球磨转速和烧结温度下吸放氢性能和电化学稳定性的测试、对比和分析。结果表明,随球磨转速的加快和烧结温度的升高,试样的最大吸氢量先增大后减小,放电容量衰减率先减小后增大,吸放氢性能和电化学稳定性能先提高后下降。与300 r/min球磨转速相比,600 r/min球磨转速时的最大吸氢量增大了26.53%,放电容量衰减率减小了50%;与1 000℃烧结温度相比,1 300℃烧结温度时的最大吸氢量增大了21.17%,放电容量衰减率减小了46.6%。V_3TiNi_(0.56)Al_(0.3)电池负极用钒基储氢合金的工艺参数优选为:球磨转速600 r/min、烧结温度1 300℃。     

铝含量对新型钒基储氢电池合金性能的影响

以新型钒基储氢合金为试验对象,对不同Al含量添加对新型钒基储氢电池合金显微组织、吸放氢性能和充放电性能进行了测试、分析和比较。结果表明,随Al含量的添加,新型钒基储氢合金的晶粒先细化后变大,最大吸氢量先增大后减小,充放电性能先减小后增大,显微组织逐渐改善,吸放氢性能和充放电性能先提升后下降。与0.1%Al含量相比,0.3%Al含量时的平均晶粒尺寸减小了15μm,最大吸氢量增大了91.67%,放电容量衰减率减小了25%。新型钒基储氢合金的Al含量优选为:0.3%。     

硼的添加对Mg2Ni储氢合金吸放氢性能的影响

镁系储氢合金有着价格低廉、储氢量大等优点,作为机载储氢材料有着广泛的应用前景,但其过高的氢分解温度,过慢的分解速度等缺点制约着实际应用.采用机械球磨制备出Mg2 Ni-xB(x =0％,1％,5％,10％,15％)系列储氢合金.通过XRD分析了合金的物相结构,采用P-C-T测试仪测定了合金的吸放氢性能,研究了添加不同含量的B对Mg2Ni合金吸放氢性能的影响.研究结果表明,B的添加对合金在200和300℃下吸放氢性能的改善作用不明显,但添加B的合金在400℃下的吸氢量均较Mg2Ni高,B的添加量由1％增至15％的合金吸氢量分别为3.09％,3.00％,2.81％,2.84％,而Mg2Ni的吸氢量则只有2.60％.随着B含量的增加,含B合金吸氢量略有降低;在含B的试样中,含5％B的合金吸氢速率最大,仅需180 s便能完成吸氢.所有含B合金的放氢平台均较Mg2Ni高且较为平坦.本次实验表明,B的添加量对合金性能的提升存在一个最优值,本次实验结果显示,添加5％B相对较好地改善合金的储氢性能,提高合金吸氢量和放氢平台压的同时能保持较快的吸氢速率.     

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.     

掺杂金属氧化物对Mg基储氢合金性能的影响

Mg基储氢合金储量丰富、价格低、具有较高的储氢容量且环保无污染,是一种很有发展前景的储氢材料。但是该类合金吸放氢动力学性能差、吸放氢温度高,氢化物稳定不易分解,这些缺点使其应用受到一定限制。通过在Mg基储氢合金中进行元素替代或催化掺杂可以达到改善性能的作用。其中,在Mg基储氢合金中掺杂氧化物改善合金储氢性能的研究工作引起广泛关注。本文系统地分析总结了近年来在Mg基储氢合金中掺杂氧化物改善储氢性能的研究成果,对于开发具有商业价值的镁基储氢材料具有一定指导意义。     

成型压力对Mg-Ni-La/Ce合金吸放氢动力学的影响

为提高镁基储氢合金的体积储氢密度和增加材料导热性能，需要对合金粉末进行压片处理。制备了不同成型压力下直径为10 mm的片状Mg₈₇Ni₁₀La₃和Mg₈₇Ni₁₀Ce₃合金，研究成型压力对合金体积储氢密度、膨胀特性和吸放氢反应动力学性能的影响。结果表明，在760～1900 MPa下，合金片的表观密度达到粉末的两倍左右；考虑吸放氢循环过程中的体积膨胀，第4次吸氢过程中两种合金的储氢体积密度仍然高于70 g·L^-1,1520 MPa的成型压力下Mg₈₇Ni₁₀Ce₃合金片具有最大体积储氢密度为86.3 g·L^-1。两种合金在4次循环吸放氢后的轴向和径向膨胀为10%左右，体积膨胀约为35%，合金颗粒的粉化是造成膨胀的主要原因。与粉末状材料相比，合金片的首次活化比较困难，吸放氢动力学性能有部分下降；随着吸放氢循环次数的增加，压片成型对合金吸放氢动力学的影响...     

金属钒对镁基合金储氢性能的影响

镁及镁基储氢合金具有储氢容量高、成本低及污染小等优点,被认为是用于车载储氢方面较有前途的材料。然而镁基合金存在吸放氢温度较高,吸放氢速度较慢的缺点,抑制了它的实际应用。研究表明,制备多元镁基合金可明显改善合金的储氢性能。采用氢化燃烧合成(Hydriding Combustion Synthesis-HCS)和机械球磨(Mechanical Milling-MM),即HCS+MM技术复合制备Mg90Ni10-xVx(x=0,2,4,6,8)合金。采用X射线衍射仪、扫描电镜及气体反应控制器研究了HCS+MM产物的相组成、表面形貌以及吸放氢性能。XRD分析表明,不同合金均含有MgH2,Mg2NiH4,Mg2NiH0.3,Mg以及VHy相,随着V含量的增加,VHy的相含量逐渐增加,而Mg2Ni氢化物含量逐渐减少。SEM结果表明,Mg90Ni4V6和Mg90Ni2V8合金的颗粒平均尺寸较小且分布比较均匀。Mg-Ni-V合金的吸氢性能优于二元Mg-Ni合金,Mg90Ni4V6的吸氢性能最好,在373 K,合金的吸氢量达到5.25%,且在50 s内就基本达到饱和吸氢量。V可以细化晶粒,使合金内部晶界增多,有利于氢的扩散;并且当合金中的V与Mg2Ni达到一定比例时,对合金的吸氢具有协同催化作用,改善了合金的吸氢性能。Mg-Ni-V合金的放氢性能不如二元Mg-Ni合金,说明在放氢过程中Mg2Ni的催化作用优于V。     

Ti-Mn基高容量固态低压储氢合金研究

为了推动氢储能系统的实用化，需要开展用于规模储氢用途的储氢合金的配方研究。以Ti_0.95Zr_0.05Mn₂合金作为研究对象，开发储氢量高、平台压力合适且容易活化AB₂型储氢合金，系统研究加入V-Fe，调整Mn含量，以及用纯金属V与Fe替代V-Fe等方法对调整储氢合金性能的作用。研究发现加入V-Fe会使得储氢合金晶格参数增大，提高储氢合金的活化性能，但过多V-Fe会大幅度降低合金吸/放氢平台压与储氢量；提高Mn含量会导致吸/放氢平台与上升，储氢量先增后减，在A侧元素稍微过量时(B/A=1.96(摩尔比))有利于获得综合性能较好的合金；用纯金属V与Fe替代V-Fe能进一步提高储氢合金性能，随着Fe/V比例增加，合金储氢量下降，吸/放氢平台压上升，平台斜率下降。最终优化出综合性能良好的Ti_0.95Zr_0.05Mn_1.46 V_0.39Fe_0.13，该合金能在80℃下活化，在20℃吸放氢平台分别为1....     

AB5型含Mn储氢合金的研究综述

文章评述了近年来人们对提高AB5型含Mn储氢合金综合性能所进行的研究。通过综述AB5型含Mn稀土系储氢合金Mn在合金中的作用及Mn含量变化、显微结构等对储氢合金的影响,得出储氢合金中Mn对吸氢平台压力、储氢容量、吸放氢速率、循环寿命的影响。通过利用Mn元素对B侧元素的部分或全部替代或Mn被其它元素替代,可以对AB5型储氢合金进行更深入研究,从而进一步提高其综合性能。     

Mg-Ni系贮氢合金的改性

Mg-Ni系贮氢合金虽储氢量高,但放氢温度高、吸放氢动力学性能差,限制了合金的广泛应用.为克服Mg-Ni系贮氢合金的这些缺点,开发贮氢量大、吸放氢性能好的贮氢合金,采用各种方法对合金进行改性.为进一步了解Mg-Nj系贮氢合金方面的研究进展,调研了国内外在Mg-Ni系贮氢合金改性方面研究进展,主要从合金表面处理、成分调节以及纳米处理这3个方面进行了阐述.     

Absorption of hydrogen by sintered intermetallics of the Sc — Ni system

The absorption of hydrogen by the intermetallics Sc₂Ni, ScNi, ScNi₂, Sc₂Ni₇, and ScNi₅ produced by sintering was investigated. Hydrogen absorption isobars at the pressures 0.1 and 3 MPa were obtained. The maximum hydrogen absorption capacity of the compounds was determined. The absorption properties were compared with those of specimens produced by arc melting. Translated from Poroshkovaya Metallurgiya, Nos. 5–6(413), pp. 78–82, May–June, 2000.     

钢中氢的分析方法优化

通过对国外氢测定仪的脱氢周期、脱气时间、脱气功率、分析功率等仪器参数进行试验设计,摸索出满足国产耗材测定钢中氢元素的最佳分析方法。采用4因素、2水平的正交试验设计选择了最佳测定条件为:脱气周期2次、分析延迟30s、脱气时间20s、脱气功率5.5kW,克服了因国产石墨坩埚空白值不稳定对钢中氢元素分析结果的影响。该方法应用到生产中,测定值与认定值相符合,标准偏差小于0.26μg/g。     

贮氢合金的研究和进展

概述了近几年来国内两种主要贮氢材料：AB型贮氢合金和Mg—Ni—RE系贮氢合金的研究和进展，着重阐述了添加不同稀土和采用不同工艺条件对两种贮氢合金的贮氢量、吸放氢速度等贮氢性能的影响，总结了当前的研究现状和需要解决的主要问题，提出了今后应用研究的方向。     

ELH—IV型铝熔体测氢仪的技术分析

介绍了国产ELH-IV型铝熔体测氢仪的测量原理，通过炉前试验对其测量准确性与重复性做了验证并进行了技术评价。     

焊缝中氢的扩散行为及影响因素

 扩散氢会在焊缝中引起氢脆、延迟裂纹等,导致结构产生低应力断裂。为了研究氢的扩散行为,采用水银法和气相色谱法测定了逸出的扩散氢量,并采用真空抽取法测试了不同温度下残余氢的释放量。试验表明,扩散氢量不受焊道数量的影响,它的逸出时间随焊道数的增多而增长,逸出速度随合金含量的增多而降低。随着焊后冷速的降低,冷却过程中逸出的氢增多,测定出的扩散氢量减少;测氢试样在100~200℃保温时,逸出氢的总量变化不大,但逸出时间随温度的升高而明显缩短。残余氢量与扩散氢量的多少无关,它与焊缝的含氧量、组织和硬度等有关系。     

稀土-镁-镍系储氢电极材料的研究进展

介绍了国内外对各种多元及多相稀土-镁-镍系储氢电极材料的研究进展,主要包括材料的组成、制备方法、组织结构以及吸放氢动力学行为和电化学性能方面的研究。     

用非平衡等离子态的氢还原CuO的实验研究

为了寻找一条强化氢还原金属氧化物反应的有效途径．利用直流脉冲电场下产生的非平衡等离子态的氢对CuO进行还原实验，并与相应条件下用分子态氢还原CuO的实验结果进行了对比。结果表明：在体系压力为450Pa、反应温度为200℃、反应时间为30min条件下，分子态的氢不能还原CuO．而等离子态的氢则可将CuO还原成金属铜。这表明把分子态氢转变成等离子态氢后能强化氢还原金属氧化物的能力。     

氢冶金还原性气体的制备研究进展

氢冶金是一种绿色低碳的冶炼工艺，是实现钢铁行业转型升级和改变高碳排放形象的有效途径。氢冶金是通过纯氢气或富氢气体替代传统焦炭直接还原铁，可实现CO₂减排。富氢还原性气体的制备是实现氢冶金的关键之一。对比分析了适合于氢冶金的规模化焦炉煤气制氢、天然气制氢、煤制氢和氨分解制氢技术的工艺及相关催化剂，探讨了包括电解水制氢在内的可再生能源制氢的途径。氢冶金技术需要的制氢技术日趋成熟，氢冶金也将成为未来钢铁行业升级改造的重点。     

NdFeB铸块在HD工艺中的吸氢行为研究

采用真空感应炉熔炼合金 ,用不锈钢压力罐充入H2 进行HD实验 ,对NdFeB铸块在HD工艺中的吸氢行为进行了研究。研究发现 ,Nd FeB铸块在氢爆过程中明显存在孕育期 ,其吸氢过程分为 3个阶段 :慢速吸氢阶段、快速吸氢阶段和缓慢吸氢阶段 ;随氢气压力 (1～ 4× 10 5Pa)的升高 ,孕育时间缩短 ,吸氢更快 ,当压力达到了 2～ 3× 10 5Pa时 ,获得较好的HD效果 ;随铸块粒度的减小 ,孕育时间缩短 ,吸氢越彻底。研究同时发现 ,随温度的升高 ,NdFeB铸块吸氢越迅速 ,当温度升至一定程度时 ,孕育期消失 ,3 5 3K时吸氢效果最佳。     

Stress Oriented Hydrogen Induced Cracking of Linepipe Steel

The stress oriented hydrogen induced cracking (SOHIC) is a typical hydrogen embrittlement phenomenon occurring in the linepipe steels exposed to sour environment containing H 2 S gas.However,even recently,the cracking mechanism of SOHIC has not been clarified because of lacking in the empirical data on the actual failure mode of SOHIC cracking.The factors affecting SOHIC are discussed in terms of metallurgy of high strength linepipe steel and hydrogen electrochemistry.The cracking mechanisms of SOHIC are examined by comparing them with the empirical failure mode of SOHIC which is developed by observation of the actual fracture sites of the hydrogen induced blister cracking (HIBC) and secondary cracks.Finally,the correlation between SOHIC and HIC is discussed.