La_(1-x)Mg_xNi_(2.5)Co_(0.5)(x=0～0.4)储氢合金的制备及电化学氢化性能

本文以感应熔炼法制备的La_(1-x)Mg_xNi_(2.5)Co_(0.5)(x=0~0.4)储氢合金作为研究对象,探究了熔炼过程中合金成分的损耗情况。通过对合金质量损耗的填补,并结合AES-ICP等测试手段,比较精确地制备出了目标合金。根据合金充放电前后的X射线衍射(XRD)测试结果,发现合金的氢化物随着Mg含量的增高而逐渐由非晶态转化成晶态,晶态氢化物由合金的α相转化成氢化物的β相。合金氢化物的晶胞参数a和c均显著增大,晶胞体积也有较大膨胀,但增大幅度却随着Mg含量的增加而逐渐减小。在0.1MPa干燥Ar保护条件下,填补0.9%的La和10.0%的Mg所制备的La_(0.7)Mg_(0.3)Ni_(2.5)Co_(0.5)合金不仅具有良好的电化学氢化性能和较大的放电容量,而且能够有效抑制合金的氢致非晶化。     

Zr1-xTix(Ni0.6Mn0.3V 0.1Cr0.05)2(x=0～0.5)Laves相储氢合金的电化学性能

本文研究Zr1-xTix(Ni0.6 Mn0.3V0.1Cr0.05)2(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)系Lav es相储氢电极合金的气态P-C-T性能、晶体结构及电化学性能.XRD分析表明,Ti合金化使 Zr基储氢合金主相从C15相转变为C14相.当x>0.2时,第二相Zr7Ni10相消失, 并出现TiNi相.Ti合金化使Zr基储氢合金中C15相和C14相的晶格常数线性递减.气态P-C-T 测试表明,Ti合金化从x=0增加至x=0.5时合金的吸放氢平台压力升高约10倍,但降低了储氢合金的最大储氢容量.电化学测试表明,Ti合金化有利于改善Zr基储氢合金的活化性能, 这与Ti在KOH溶液中易于溶解有关,但过高的Ti含量降低了合金电极的循环稳定性.Zr1 -xTix(Ni0.6Mn0.3V0.1Cr0.05)2合金的电化学容量和高倍率放电性能均随合金中Ti含量的增加先上升后下降,这与合金的相结构组成有很大关系 .     

新型无镁YNi_(3.5-x)Al_x(x=0～0.3)储氢合金的结构和电化学性能

采用真空电弧熔炼和真空退火热处理制备了YNi_(3.5-x)Al_x(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2,0.3)合金。对其结构进行分析,结果表明,合金主相为A_2B_7超点阵结构相。当x=0时,合金主相为Gd_2Co_7,加入Al后,合金主相变为Ce_2Ni_7,Al在Ce_2Ni_7相中主要占据CaCu_5结构的6h位置。Al在Ce_2Ni_7相中的固溶度有限,当x0.1时,合金中出现CaCu_5第二相,且Al更多的是固溶到CaCu_5相中。Al在Ce_2Ni_7相中固溶越多,超点阵Laves和CaCu_5两个结构单元体积失配越小。加入Al后,合金电极吸/放氢平台降低,当x0.1后,由于出现CaCu_5第二相,平台压稍有升高。合金电极最大放电容量随Al含量增加整体升高,从x=0时的105.52 mAh·g~(-1)上升到x=0.3时的282.7 mAh·g~(-1)。随Al含量增加,尤其当x≥0.1后,Al更多的是固溶到CaCu_5第二相,在Ce_2Ni_7主相中固溶逐步减少,合金Laves和CaCu_5两个结构单元体积失配加大,合金电极循环稳定性整体呈下降趋势,从x=0时的52.89%到x=0.3时的6.5%。Y_2Ni_7合金电极动力学较差,HRD_(900)只有5.83%。随着Al含量的增加,合金动力学性能先增强后减弱,在x=0.15时HRD_(900)达到79.04%。在Al含量较低(x≤0.15)时,合金电极高倍率性能主要取决于氢在合金体相内的扩散速率,在Al含量较高(x0.15)时,合金电极高倍率性能主要取决于合金电极表面电荷的转移速率。     

La_(1-x)Pr_xFe_(11.206)Al_(1.794)(x=0、0.1、0.2、0.3)化合物的磁热效应研究

对La1-xPrx(Fe0.862Al0.138)13(x=0、0.1、0.2、0.3)化合物的磁性能进行了研究。该系列化合物在1223K下退火15天后,室温下表现为NaZn13型结构。升温过程中,该系列化合物经历从铁磁态到反铁磁态的一级磁性转变。随着Pr含量的逐渐增多,磁性转变温度逐渐升高,铁磁态下化合物的磁化强度增大。在2T外磁场下,La0.8Pr0.2Fe11.206Al1.794化合物升温过程中的最大磁熵变为-4.21J/kg·K,降温过程中的最大磁熵变为-4.39J/kg·K。     

A_2B_7型La_(0.63)(Pr,Nd,Y,Sm,Gd)_(0.2)Mg_(0.17)Ni_(3.1)Co_(0.3)Al_(0.1)储氢合金微观组织和电化学性能研究

用Pr、Nd、Y、Sm和Gd按一定比例组成混合稀土对La进行部分替代,通过分别增加混合稀土中各元素的含量获得5种合金试样(分别用Pr0.6、Nd0.6、Y0.6、Sm0.6和Gd0.6表示),研究了混合稀土组成对A2B7型La_(0.63)(Pr,Nd,Y,Sm,Gd)_(0.2)Mg_(0.17)Ni_(3.1)Co_(0.3)Al_(0.1)退火合金微观结构与电化学性能的影响规律。合金相结构分析表明,合金微观组织均由主相2H-Ce2Ni7型和CaCu5型第二相组成,其中Y0.6合金的Ce2Ni7型相丰度最高(93.3%(质量分数))。合金中Ce2Ni7型和CaCu5型相晶胞体积均随A端元素平均原子半径的减小而逐渐降低。电化学分析表明,合金放氢平台压力为0.013~0.054 MPa,最大储氢量(Hmax/M)为1.23%~1.42%(质量分数),其中Y0.6合金具有最高的电化学放电容量(404.4 mAh/g)和最佳的容量保持率(S100=93.50%);合金电极高倍率放电性能HRD按试样Gd0.6、Sm0.6、Y0.6、Nd0.6、Pr0.6顺序依次减小。混合稀土中适量增加Y元素可显著提高和改善合金电极的综合电化学性能。     

球型Li_2Fe_(0.5)Mn_(0.5-x)V_xSiO_4(x=0-0.1)材料的合成及其电化学性能研究

采用一种简单的喷雾溅射法成功制备出了球型Li_2Fe_(0.5-x)Mn_0.5V_xSiO_4(x=0-0.1)。合成的产物经XRD和SEM分析手段进行表征。此外,还考察了V掺杂量对其电化学性能的影响,结果表明V掺杂量为0.05时能大幅度改善材料的电化学性能。     

(Ti0.1V0.9)1-xFex(x=0～0.06)合金的相结构及储氢性能

系统研究了(Ti0.1V0.9)1-xFex(x=0、0.02、0.04、0.06)合金的相结构及其储氢性能.XRD及SEM分析表明,所有合金均由单一的体心立方(BCC)结构的钒基固溶体相组成;随着Fe含量的增加,合金的点阵常数呈线性递减,晶胞体积也随之逐渐降低.储氢性能测试表明,该系列合金的动力学性能均比较好,在10℃和4MPa初始氢压条件下,合金无需氢化孕育期就能吸氢.随着Fe含量从x=0增加至x=0.06,合金的活化性能得到改善;10℃最大吸氢量则从509.5ml/g逐渐降至424.8ml/g;而50℃有效放氢量先升后降,并在x=0.04时达到最高值255.6ml/g.在所研究的合金中,Ti0.096V0.864Fe0.04合金具有最佳的综合性能,经2次吸放氢循环即可活化,10℃最大吸氢量为494.5ml/g,50℃有效放氢量达到255.6ml/g.     

La_(1-x)Y_xNi_(4.8)Mn_(0.2)合金的储氢性能

研究了元素Y(钇)对La_(1-x)Y_xNi_(4.8)Mn_(0.2)(x=0.6,0.7,0.8)合金储氢性能的影响,结果表明:La_(1-x)Y_xNi_(4.8)Mn_(0.2)合金为CaCu_5型六方结构;随着Y含量的增加,晶格参数a和晶胞体积V减小,而c几乎不变,c/a线性增大;随着Y含量的增加,合金的吸放氢平台压显著升高,吸氢量减少,吸放氢平台斜率S和滞后系数_f略有增加,滞后系数H_f与XRD(111)峰的半高宽(FWHM)值的变化有着很好的对应关系,抗粉化性能提高。当Y含量x=0.8时,合金的吸放氢动力学综合性能最好。     

La1.5Mg0.5Ni7-xCux(x=0.1～1.2)贮氢合金电化学性能的研究

研究了Ce2Ni7型贮氢合金La1.5Mg0.5Ni7-xCux（x=0.1-1.2）的组织结构和电化学性能。当X=0．1—0．6时Cu元素部分替代Ni后可形成La2Ni7型相，x≥0．9时，合金中则有少量的未知相析出。合金MH电极电化学研究表明，随Cu元素量的增加，合金电极的最大放电容量从380mAh／g（x=0．1）下降至340mAh／g（x=1．2）；当x=0．3～0．9时合金电极的循环寿命较x=0．1时有一定的改善，合金电极交换电流密度（I0）和极限电流密度（I1）均以x=0．6为转折点先减小后增大。电极反应的动力学性能依Cu0．1〉Cu0．3〉Cu1．2〉Cu0．9〉Cu0．6的次序递减。     

低Co贮氢合金ReNi3.5Co0.3Mn0.3Al0.4Fe0.5-xSnx(x=0～0.4)的相结构和电化学性能

对比研究了铸态和退火态ReNi3.5Co0．3Mn0．3Al0．4Fe0.5—xSnx(x＝0—0．4)贮氢合金的相结构和电化学性能。XRD分析表明，铸态和退火态的无Sn合金均为单相CaCu5型结构；而在含Sn合金中，除CaCu5型结构的主相之外，还存在有LaNiSn第二相，且第二相的含量随合金Sn含量(x)的增加而增多；退火处理可以减少含Sn合金中第二相的含量。电化学测试表明，Sn含量对铸态合金的活化性能没有影响，但Sn含量的增加会导致合金的放电容量降低；退火处理可使Sn含量x≤0．2的合金的活化次数及放电容量略有增加，但使Sn含量更高(x＞0．2)的合金的活化性能及放电容量明显降低。随Sn含量x的增加，铸态合金的放电电位平台、高倍率放电性能及循环稳定性均有所降低；退火处理能显著改善含Sn合金的放电电位平台和循环稳定性，但使合金的高倍率放电性能进一步降低。     

Fe部分取代Co对La_(0.7)Zr_(0.1)Mg_(0.2)Ni_(2.75)Co_(0.75-x)Fe_x(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)合金储氢性能的影响

在氩气保护下,采用磁悬浮感应熔炼方法制备La0.7Zr0.1Mg0.2Ni2.75Co0.75-x Fex(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)合金,并研究Fe取代Co对La0.7Zr0.1Mg0.2Ni2.75Co0.75-x Fex(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)合金储氢性能及电化学性能的影响。结果表明:合金主要由LaNi5和La2Ni7相组成,随着Fe含量的增加,LaNi5和La2Ni7相的晶胞体积逐渐增大,且合金中依次出现ZrFe2相(x≥0.05)和La7Ni3相(x≥0.1)。适量的Fe取代Co,不仅能提高La0.7Zr0.1-Mg0.2Ni2.75Co0.75-x Fex(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)合金的储氢容量,降低合金的放氢平台压,改善合金氢化物的稳定性,而且能延长合金电极的循环寿命,提高合金电极的高倍率放电性能。     

LiNi_(0.5)Mn_(0.5-x)Co_xO_2(0≤x≤0.12)正极材料的制备及其电化学性能

将简单共沉淀与高温固相法相结合制备了LiNi_(0.5)Mn_(0.5-x)Co_xO_2(0x≤0.12)正极材料,使用XRD、SEM、EDS和XPS等手段表征其物相结构、形貌、各元素的含量和价态,根据恒电流充放电和电化学交流阻抗谱表征其电化学性能。结果表明,LiNi_(0.5)Mn_(0.5-x)Co_xO_2正极材料具有a-NaFeO_2型层状结构;成功地将Co引入到材料的晶格内部分替代了Mn;Ni和Mn的价态分别为+2和+4,Co的价态为+3,引入Co使材料出现氧缺失。引入Co可明显改善材料的倍率性能、循环稳定性和低温性能。在2.75~4.35 V和0.2C条件下x=0.12的电极材料其首次放电比容量为180.8 m Ah·g-1,100次循环后容量保持率为92.3%,-20℃的放电比容量为25℃放电比容量的66.3%。     

La1.5Mg0.5Ni7-xCox(x=0～1.8)贮氢合金结构和电化学性能研究

La1.5Mg0.5Ni7-xCox(x=0～1.8)贮氢合金电极由高频感应熔炼加热处理制备得到.合金结构分析表明,合金主相为Ce2Ni7型结构,Mg原子分布在Ce2Ni7型单胞结构的Laves相单元中,而Co原子则分布在CaCu5单元中.随着合金中Co含量的增多,点阵参数和单胞体积呈增大趋势,氢化物变的更加稳定.合金的吸放氢平台在298K条件下介于1.01×103～1.01×104Pa之间,吸放氢滞后效应较小.合金电极的电化学分析表明合金具有390mAh/g以上的放电容量和良好的活化特性,Co元素不利于合金电极循环稳定性的改善,氢在合金中的扩散是电极反应的控制步骤.La1.5Mg0.5Ni7.0合金电极表现出较好的综合电化学性能.     

Zr1—xTix（Ni0.6Mn0.3V0.1Cr0.05）2（x=0～0.5）Laves相储氢合 …

本文研究Ｚｒ１－ｘＴｉｘ（Ｎｉ０．６Ｍｎ０．３Ｖ０．１Ｃｒ０．０５）２（ｘ＝０,０．１,０．２,０．３,０．４,０．５）系Ｌａｖｅｓ相储氢电极合金的气态Ｐ－Ｃ－Ｔ性能、晶体结构及电化学性能。ＸＲＤ分析表明,Ｔｉ合金化使Ｚｒ基储氢合金主相从Ｃ１５相转变为Ｃ１４相。当ｘ〉０．２时,第二相Ｚｒ７Ｎｉ１０相消失,并出现ＴｉＮｉ相。Ｔｉ合金化使Ｚｒ基储氢合金中Ｃ１５相和Ｃ１４相的晶格常数线性递减。气态Ｐ－Ｃ     

La0.67Mg0.33Ni3.0-xAlx(x=0～0.3)贮氢合金的相结构及电化学性能的研究

研究了Al元素对合金La0．67Mg0．33Ni3．0中Ni的替代对舍金的微观组织结构及电化学性能的影响。X射线衍射(XRD)分析结果表明La0．67Mg0．33Ni3．0合金由PuNi3型(La，Mg)Ni3相和Ce2Ni2型(La，Mg)2Ni7相组成，Al元素加入后，开始出现CaCu5型LaNi5相，随着Al含量的增加，LaNi5相逐渐增多，当x=0．3时，LaNi5相成为合金的主相，合金La0．67Mg0．33Ni3．0中Al的X荧光元素面分布图像表明了Al元素主要进入LaNi5相中，说明Al是一种LaNi5相形成元素；电化学测试表明，随着Al含量的增加，合金的最大放电容量依次下降，4种合金的最大放电量分别为392、324、267和252mAh／g，活化次数变化不大(2～3次即可活化)，循环稳定性先增加后下降。     

Sm_(0.5)Ce_(0.5)(Co_(0.824)Mn_(0.059)Cu_(0.118))_(6.8)合金的相组成与磁性关系

用金相、X光、高功率衍射、电子探针及热磁分析等手段,对成分为Sm_(0.5)Ce_(0.5) (Co_(0.824)Cu_(0.118)Mn_(0.059))_(6.8)合金铸态、高温烧结及时效前后的磁体进行了相组成的研究。也对氢气,氩气下烧结的磁体进行了比较。试验结果表明:合金铸态存在着CaCu_5型(1:5相)和Th_2Zn_1,(Th_2Ni_(17))型(2:17相)。氩气保护下在1130℃淬火的试样主要是六角型2:17相(缺陷型)。它与低的内禀矫顽力相对应。也存在少量的Sm_2O_3。经750℃,600℃多阶时效淬火的试样,发现在六角型2:17基相中,伴随着调幅结构的出现,析出了少量的菱形2:17相。它与高的内禀矫顽力相对应。氢气保护下,于1130℃淬火的试样,发现其内禀矫顽力也相当高。此时也观察到第二相的析出。第二相以最佳尺寸析出,造成了畴壁钉扎点,从而对内禀矫顽力有较大的贡献。     

热处理对La_(0.6)Ce_(0.4)(NiCoMn_(0.1)Al_(0.08))_5合金电化学性能的影响

研究了La0.6Ce0.4(NiCoMn0.1Al0.08)5储氢合金热处理前后的电化学性能,并通过恒流充放电测试对其性能进行表征。结果表明:经过热处理的快淬合金具有较好的综合电化学性能,当放电电流密度为250mA/g时,合金的放电容量达到320.85mAh/g;当放电电流密度为715mA/g时,合金的循环寿命为357次;当放电电流密度为1200mA/g时,合金的高倍率放电性能达到76.34%,优于未经过热处理的合金。     

Tb0.5Dy0.5（Fe1-x）1.91（x=0～0.15）合金的温度性能研究

研究了Mn元素掺杂及热处理工艺对超磁致伸缩材料Tb0.5Dy0.5（Fe1-x）1.91（x=0～0.15）合金温度性能的影响，实验结果表明Mn掺杂对该材料居里温度影响较大，随Mn掺杂量的增加居里温度降低：在无预压应力时，Mn掺杂提高了合金的低温、低场磁致伸缩应变性能；热处理工艺对进一步提高磁致伸缩性能无明显作用。     

Dielectric and Piezoelectric Properties of (Na0.5Bi0.5)(Ti1–xMnx)O3 (x = 0–0.1) Modified Ceramics

Inorganic Materials - We have studied the crystal structure and dielectric and local piezoelectric properties of (Na0.5Bi0.5)(Ti1–xMnx)O3 (x = 0–0.1) modified sodium bismuth...     

La_(0.7)Sr_(0.3-x)Ca_xFe_(0.8)Co_(0.2)O_3(0.1≤x≤0.2)阴极材料溶胶-凝胶法合成与表征

以硝酸盐为原料,外加一定量PVA的溶胶-凝胶法制备La0.7Sr0.3-xCaxFe0.8Co0.2O3(LSCFC,0.1≤x≤0.2)系列阴极材料,XRD、SEM对LSCFC晶体结构、微观形貌以及与Ce0.8Sm0.2O2电解质相容性进行研究分析。实验结果表明:900℃煅烧2h,LSCFC形成了晶格膨胀的畸变钙钛矿结构,La0.7Sr0.2Ca0.1Fe0.8Co0.2O3相对LaFeO3晶胞体积膨胀率为43.85%,随着x从0.1增大到0.2,LSCFC晶胞体积膨胀率减小1.3%。La0.7Sr0.2Ca0.1Fe0.8Co0.2O3粉料与Ce0.8Sm0.2O2电解质在1200℃下烧结5h后具有良好的化学相容性。