添加Mn和Co对V_(80)Ti_8Cr_(12)合金储氢性能的影响

研究了添加Mn和Co对V_(80)Ti_(8-x-y)Cr_(12)Mn_xCo_y(x=0,1,2,3;y=0,0.1,0.2,0.4,0.8,1.0)合金组织结构和储氢性能的影响。结果表明:所有的合金均为bcc单相结构。Mn的添加减小了合金bcc相的晶格常数,平台压升高,平台斜率因子减小,残余氢量减少,然而合金的吸放氢量均有所降低。在V_(80)Ti_7Cr_(12)Mn_1基础上添加Co,随着Co含量的增加,合金的平台压升高,斜率因子减小,吸氢量和有效放氢量均先增加后降低,但有效放氢量均能保持在2.2%以上。当Co含量为0.2at%时,得到合金V_(80)Ti_(6.8)Cr_(12)Mn_1Co_(0.2)在273K吸氢量达到最大为3.81%(质量分数),313K有效放氢量为2.45%,平台压为0.68Mpa。对V_(80)Ti_(6.8)Cr_(12)Mn_1Co_(0.2)合金进行短期循环性能测试得到合金具有良好的循环稳定性,随着循环次数的增加合金的吸氢量变化缓慢,15次循环后的有效放氢量为2.38%。     

Ti_(10)V_(83-x)Fe_6ZrMn_x(x=0～6)合金的微观结构和储氢性能

采用磁悬浮感应熔炼方法制备了Ti_(10)V_(83-x)Fe_6ZrMn_x(x=0、2、4、6)储氢合金,系统研究了Mn含量对合金微观结构和储氢特性的影响.XRD及SEM分析表明,无Mn合金(x=0)具有体心立方(bcc)结构的Ti-V基固溶体单相结构,而含Mn合金(x=2～6)均由bcc主相和C14型Laves第二相组成;随着Mn含量的增加,合金bcc主相的晶格常数和晶胞体积逐渐减小.储氢性能测试表明:该系列合金的吸氢动力学性能较好,在室温和4MPa初始氢压条件下,含Mn合金无需氢化孕育期就能快速吸氢;随着Mn含量的增加,合金的P-C-T放氢平台倾斜度逐渐减小,333K放氢平台压力先增后减,并在x=4达到最高;但合金的室温吸氢容量和333K有效放氢容量随Mn含量的增加而逐渐降低.     

C掺杂对La-Fe-Si合金中NaZn13型相形成及磁热性能的影响

通过熔体快淬方法制备了LaFe11.5Si1.5Cx(x=0,0.1,0.2,0.3)系合金的快淬条带。采用X射线衍射分析仪、振动样品磁强计研究了C掺杂对La-Fe-Si合金在凝固过程以及随后热处理过程中的NaZn13型相形成及磁热性能的影响。结果表明:适量的C掺杂有利于凝固过程中NaZn13立方结构型的La(Fe,Si)13相的形成;C掺杂能有效地提高La(Fe,Si)13相的居里温度,当C含量由0增加到0.3时,合金的居里温度由210K升高到262K。合金居里温度的升高是由于掺杂的C原子占据了La(Fe,Si)13相中的间隙位置,使La(Fe,Si)13相晶格膨胀,Fe-Fe原子间铁磁交互作用增强。当C掺杂含量为0.2时,La-Fe-Si-C合金在1273K热处理2h时获得了最佳综合磁热性能,其居里温度(TC)为255K,最大等温磁熵变(ΔSM)为9.45J/(kg·K)(1.5T)。     

哈斯勒合金Ni_(44)Ag_6Mn_(38)Sn_(12)的马氏体相变及其磁性

使用熔体快淬法制备了Ni_(44)Ag_6Mn_(38)Sn_(12)合金样品,并通过X射线衍射仪和PPMS磁性测量,分析了合金样品的晶体结构和磁热效应。研究结果表明,在室温条件下合金样品的晶体结构为L21立方奥氏体型;通过热磁曲线可知,在220K附近合金样品出现马氏体相变;同时在室温附近存在居里温度为311K的顺磁态-铁磁态的二级磁相变。此外,由等温磁化曲线可知在马氏体相变附近磁化强度变化剧烈,根据Maxwell方程,合金样品在5T的外加磁场下,227K时最大磁熵变达到较高的11.38J/kg·K,相对制冷量同时达到113.8J/kg。     

Gd-Dy-Fe-Co-Ge(Al)合金非晶形成能力及磁性能研究

利用铜模吸铸法和真空甩带法分别制得Gd-Dy-Fe-Co-Ge(Al)合金的铸锭和条带样品.利用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)分析了合金的结构及热稳定性.并通过热重分析仪(TGA)、磁热效应测量仪研究了合金的居里温度及磁热效应.结果表明,Dy60Gd15Fe10Co10Ge5合金具有较好的非晶形成能力;用Al替换Dy元素,可以将合金的居里温度c调至室温附近;Dy47.7Gd15Fe10Co10Al12.3Ge5合金非晶条带样的磁热效应要优于铸态,在286K时,其铸态和非晶条带的绝热温变均达到峰值,分别为0.60、1.31K.s     

Tb0.4Dy0.6(Fe1-xMnx)1.91(x=0,0.05,0.1 0,0.15)合金的磁致伸缩性能

研究了Mn替代Fe对多晶Tb0.4Dy0.6Fe1.91合金棒材性能的影响.分析了Tb0.4Dy0.6(Fe1-xMnx)1.91(x=0,0.05,0.10,0.15)多晶棒材的结构、晶格常数、居里温度和磁致伸缩性能,发现Mn替代Fe后,样品仍然为MgCu2型Laves相结构.随着Mn含量从0增加到0.15,样品的晶格常数从7.335A增加到7.347A,居里温度从668K降低到526K.Mn原子的替代通过改变材料的交换相互作用、总磁矩和易磁化方向影响材料的磁致伸缩性能.实验结果显示,Tb0.4Dy0.6(Fe1-xMnx)1.91样品在石=0.10时综合性能最好.     

(Ti-Cr)40V55Zr5储氢合金的热处理改性

研究了(Ti-Cr)10V55Zr5储氢合金在真空热处理(1473 K下保温2 h和6 h)改性前后的相结构及储氢性能.XRD及SEM分析表明,(Ti-Cr)40V55Zr5铸态合金由BCC结构的固溶体主相和ZrCr2基第二相组成;经过热处理后,合金的BCC主相的晶胞体积有所增大,除了BCC主相和ZrCr2基第二相外,还出现微量的富Ti第三相.储氢性能测试表明,热处理后(Ti-Cr)40V55Zr5合金的动力学性能和活化性能均得到改善,室温最大吸氢量略微降低,但P-C-T曲线放氢压力平台倾斜度降低,平台宽度稍有增大,80℃有效放氢量增大.研究表明,在1473 K下经2 h热处理改性的(Ti-Cr)40V55Zr5合金具有较好的综合性能,首次吸氢即可活化,室温吸氢量为401 ml·g-1,80℃有效放氢量达到240 ml·g-1.     

Zr部分替代Ti对Ti_(20)Cr_(24)Mn_8V_(40)Fe_8低钒合金微观结构和储氢性能的影响

系统研究了Zr部分替代Ti对Ti_(20-x)Zr_xCr_(24)Mn_8V_(40)Fe_8(x=0,1,2,3,4)系合金的微结构和储氢性能的影响。XRD和SEM分析表明,无Zr铸态合金(x=0)由体心立方(BCC)结构的固溶体单相组成,而含Zr合金(x=1~4)则由BCC主相和C14型Laves第二相组成,且第二相沿主相晶界析出。随着Zr含量x的增加,BCC主相晶胞体积先增加后减小,在x=1时达最大;C14型Laves相晶胞体积则逐渐增大。储氢性能研究表明,在293K和4MPa初始氢压条件下,所有含Zr合金无需活化即可快速吸氢,且合金的吸氢量随着Zr含量的增加逐渐增加,当x=4时,吸氢量最大为2.38wt%。该系合金的放氢动力学性能优良,放氢在10min内即能完成,但该系合金有效放氢容量及放氢效率(放氢容量与吸氢容量之比)还有待改善。     

退火对LaNi4.25Al0.75合金储氢性能的影响研究

研究了退火热处理对LaNi_(4.25)Al_(0.75)合金吸放氢性能和晶体结构的影响。研究表明,退火处理具有降低合金吸放氢P-C-T曲线平台区斜率的作用。在1273K退火,合金的晶体结构并没有改变,热处理前后都属于六方晶系CaCu_5型,但晶格常数和晶胞体积发生了变化,随着退火温度升高,晶格常数a增大,晶胞体积V增大。退火热处理可显著改善LaNi_(4.25)Al_(0.75)合金吸放氢性能,1273K下12h热处理条件有望成为LaNiAl系列储氢合金工业应用热处理的工艺规范。     

镁基储氢合金氢化物Mg2NiH4的制备及性能研究

以不经压制的Mg、Ni混合粉末为原料,利用氢化燃烧合成法在合成温度850 K和1.8 MPa初始合成氢压下制备了镁基储氢合金氢化物Mg2NiH4,并利用XRD及PCT仪分析了其物相组成和储氢性能.研究表明,产物由单一物相Mg2NiH4组成,无未反应的Ni和不完全氢化的Mg2NiH0.3;相对于传统熔炼法制备的Mg2Ni,氢化燃烧合成产物具有更高的氢化活性,在没有任何活化处理的前提下,第一次吸氢就能以很快的速度达到饱和吸氢量,同时在任何吸氢温度下均具有较好的吸氢动力学性能,且随温度的降低,最大吸氢量降低幅度较小,平台压和吸放氢温度的关系为:lgP(0.1 MPa)=-3 187.6/ T 6.362 4(吸氢),lgP(0.1 MPa)=-3 468.4/T 6.694 3(放氢).     

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。     

贮氢合金TiMn_(0.5)(V_4Fe)_(0.3)组织结构与吸放氢热力学性能测试

研究测试了TiMn0.5(V4Fe)0.3合金的组织结构和热力学性能.结果表明.合金主相为体心立方(bcc)结构的TiFe相,SEM显示基体存在岛状结构,EDS分析表明岛状结构主要是Ti的偏析;随着合金颗粒粒径的减小,吸放氢容量降低,活化性能改善,平台压下降,平台斜率增大;随着温度的升高,合金的平台压力升高,贮氢量减少;合金放氢过程的焓和熵分别为-36.1kJ/mol、-126.9J/(mol·K);合金在充电过程中出现了钝化,但通过升高充电温度可以消除钝化现象.     

(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.     

Co和Fe的添加对(TiZr)_(1.1)Cr_2合金结构和吸氢性能的调控

采用氩等离子体电弧熔炼(Ti_(0.9)Zr_(0.1))_(1.1)Cr_(2.0-x)M_x(M=Co、Fe,x=0~0.1)合金,并使用XRD、PCT、DSC研究了该系合金的相结构和吸放氢性能。研究结果表明,(Ti_(0.9)Zr_(0.1))_(1.1)Cr_(2.0-x)M_x(M=Co、Fe,x=0~0.1)合金结构为C14型Laves相,PCT测试表明,吸放氢的滞后效应较弱。使用少量Co、Fe分别替代(Ti0.9Zr0.1)1.1Cr2.0合金中部分Cr,减小了合金的晶胞体积,增大了合金的吸氢平台压。Co替代部分Cr在293~304K对合金的最大储氢量影响不明显,但是可逆储氢量略有降低,Fe替代部分Cr在293~304K对合金的最大储氢量影响不大,但是可逆储氢量增大。Co对合金中残余氢的放出温度影响不明显,Fe取代部分Cr使合金中残余氢的放氢温度从613~713K转变为653~733K。     

稀土系非化学计量比La(NiMMn)5.6合金的储氢性能

借助X-ray及吸放氢性能测试装置研究了不同处理条件及元素替代对非化学计量比La(NiMMn)5.6合金(M=Sn,Al,Cu)的结构、活化性能、吸氢容量和平台压力等性能的影响,测试了不同温度下合金的PCT曲线.结果表明,无论退火处理、快速凝固、以及Sn,Cu,Al元素取代,合金都出现点阵常数a缩短,c伸长,单胞体积增大.与常规熔铸相比,退火处理和快速凝固均提高了合金的活化性能,且都大大提高了合金的贮氢性能和降低平台压,但快速凝固吸氢量有所降低;快速凝固+低温退火合金的吸氢量最大.分别以Sn,Cu,Al取代Ni,元素替代的La(NiMMn)5.6合金都降低了合金的平台压,平台压降低的顺序按Sn＞Al＞Cu而减少,且都大大减小了滞后.     

高温退火对V30Ti33Cr27Fe10贮氢合金性能与结构的影响

研究了高温退火处理对V30Ti33Cr27Fe10贮氢合金性能与结构的影响。结果表明高温退火使放氢平台变平，平台压降低，减小了合金吸放氢后的体胀，改变了合金晶粒的形态，改善了合金基体的组织均匀性。随保温时间延长，合金晶粒长大，晶胞体积减小，吸放氢量降低，BCC主相中析出越来越多的富Ti相，富Ti相中Fe含量随保温时间延长而减少。1523K保温30min的合金具有最大的室温吸放氢量，分别为3．679，5和2．14%（质量分数）；保温3h的合金具有最好的室温吸氢动力学性能，5min内就能达到其饱和吸氢量的80％。     

织构取向Ni_(54)Mn_(21)Ga_(25)合金的相变和磁致应变

用定向凝固方法制备Ni54Mn21Ga25取向多晶合金。在292K下测量了样品的磁致伸缩应变回线,结果表明:加正反方向磁场时,磁致伸缩应变回线基本对称,并存在磁致伸缩跳跃现象,饱和磁致应变约为-1.06×10-3,对应的饱和磁场为0.4T。差示扫描量热仪测量显示,马氏体相变起始温度Ms为334K,结束温度Mf为320K;逆马氏体相变起始温度As为333K,结束温度Af为353K。阻温特性测量给出样品的居里温度约350K左右。     

长期热致吸放氢循环对载钯硅藻土储氢性能的影响

采用PdCl2溶液浸渍-焙烧-还原的方法制备出载钯硅藻土(Palladium/Kieselguhr,简称Pd/K),对其进行物相分析、形貌观察、吸放氢PCT以及吸氢动力学测量,研究了1000次和2000次热致吸放氢循环后的储氢性能.结果表明,热致循环前后Pd/K的吸放氢PCT曲线基本相同,吸氢量稍有降低,动力学性能明显...     

Fe25 Co25 Ni25 Cr5 P10 B10高熵块体非晶态合金磁热效应的研究

利用Fluxing提纯处理和J-Quenching技术相结合的方法成功制备了最大尺寸为1.2 mm的Fe_(25)Co_(25)-Ni_(25)Cr_5P_(10)B_(10)高熵块体非晶态合金,并对它的磁热性能进行的表征和研究,以探讨高熵效应对非晶态合金磁热性能的影响。目前的高熵块体非晶态合金的居里温度为572 K。在外加磁场为1.5和5 T时,它的最大等温磁熵变和制冷能力的值分别为0.66 J/(kg·K),42.9 J/kg和1.88 J/kg,136.1 J/(kg·K)。与其它非晶态合金磁热性能的对比显示,高熵效应对非晶态合金磁熵变似乎并没有明显影响,但高熵非晶态合金磁熵变随温度变化曲线显示了较大的半高宽温度区间。     

La0.7Ce0.3(Fe1-xCox)11.44Si1.56(x=0.04、0.06、0.08)合金的结构与磁热效应

通过X射线衍射仪研究了1300℃退火1h后的La0.7 Ce0.3(Fe1-x Cox)11.44 Si1.56(x=0.04、0.0 6、0.08)合金的相结构.采用振动样品磁强计研究了合金的磁性能.结果表明,合金主相具有NaZn13型结构,含有少量α-Fe和LaFeSi杂相;x=0.04、0.06和0.08时,合金的居里温度Tc分别为230.8、261、288.9K,在1.1T的外磁场变化下,等温磁熵变|△SM|分别为2.44、1.86和1.55J/(kg·K).