铸态及快淬态La2Mg(Ni0.85Co0.15)9Crx(x=0～0.4)贮氢合金的电化学性能

为了提高La-Mg-Ni系(PuNi3型)贮氢合金的电化学循环稳定性,在La2Mg(Ni0.85Co0.15)9合金中加入微量Cr,用铸造及快淬工艺制备了La2Mg(Ni0.85Co0.15)9Crx(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)贮氢合金.研究了Cr含量对铸态及快淬态合金微观结构及电化学性能的影响.XRD,SEM及TEM的分析结果表明,铸态及快淬态合金具有多相结构,包括(La,Mg)Ni3相(PuNi3型结构)、LaNi5相和一定量的LaNi2相.随Cr含量的增加,铸态合金中LaNi2相的量增加.电化学测试结果表明,Cr的加入提高了铸态及快淬态合金的循环稳定性,但使合金的容量下降.当Cr添加量从0增加到0.4时,铸态合金的容量从396.3 mAh/g下降到355.6 mAh/g,循环寿命从72次增加到97次;快淬态(30 m/s)合金的容量从364.2 mAh/g下降到334.2 mAh/g,循环寿命从100次增加到131次.Cr添加使铸态合金的放电电压特性和活化性能得到改善.     

硼及快淬工艺对La-Mg-Ni系贮氢合金的微观结构及电化学容量的影响

用铸造及快淬工艺制备了La-Mg-Ni系(PuNi3型)贮氢合金La2Mg(Ni0.85Co0.15)9Bx(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2),分析测试了铸态及快淬态合金的微观结构与电化学容量,研究了硼及快淬工艺对合金微观结构及电化学容量的影响.结果表明,铸态合金具有多相结构,包括(La,Mg)Ni3相(PuNi3型)、LaNi5相,一定量的LaNi2相和微量的Ni2B相,经快淬处理后Ni2B相消失.硼的加入对铸态及快淬态合金的容量产生不同的影响,铸态合金的容量随硼含量的增加而单调下降,而快淬态合金的容量随硼含量的增加有一极大值.快淬处理对含硼及不含硼合金的容量也有不同的影响,随淬速的增加,不含硼合金的容量单调下降,而含硼合金的容量可以获得一个极大值.     

RE-Mg-Ni系A_2B_7型合金的循环稳定性及电化学贮氢动力学

为了改善La-Mg-Ni系A2B7电极合金的电化学循环稳定性,用Zr部分替代合金中的La,并采用熔体快淬技术制备了La0.75-xZrxMg0.25Ni3.2Co0.2Al0.1(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)电极合金.用XRD,TEM分析了合金的微观结构,结果表明,快淬不含Zr合金具有完全的纳米晶结构,而快淬含Zr合金中出现明显的非晶相,证明Zr替代有利于提高合金的非晶形成能力.铸态及快淬态合金均具有多相结构,包括两个主相(La,Mg)2Ni7及LaNi5和残余相LaNi2,Zr替代及快淬导致LaNi5相增加和(La,Mg)2Ni7相减少.Zr替代及快淬处理显著提高了合金的电化学循环稳定性,但快淬明显降低Zr0.2合金的电化学贮氢动力学;随Zr替代量的增加,5 m/s快淬合金的电化学贮氢动力学先增加后降低.     

LaxMm1-x(NiCoMnCuAl)5.1贮氢合金的电化学性能

在低钴AB5型贮氢合金LaxMm1-x(NiCoMnCuAl)5．1(x=0．25，0．38，0．56，0．74)中，加入纯La调整富Ce混合稀土中的La含量，测试了合金的电化学性能，研究了La含量的变化对LaxMm1-x(NiCoMnCuAl)5．1合金晶格参数、热力学参数及电化学性能的影响。结果表明，合金的晶格常数、晶胞体积及标准生成焓的绝对值随La含量的增加而增大，La含量的增加对提高铸态及快淬态合金的容量有利，但使得电化学循环稳定性及放电平台压下降，La含量的变化对合金的活化性能基本没有影响，铸态和快淬态合金通过1～2次循环均可完全活化。     

AB5型储氢合金电极材料的研究

采用熔体旋转(melt-spinning)技术制备的AB5型储氢合金，用扫描电镜观察合金的显微组织并对合金成分进行了EDX分析，用XRD研究合金结构和晶胞参数及吸氢体胀率，对比快淬态与铸态合金的使用性能．结果表明．快淬态合金性能优于铸态合金．     

硼对稀土系AB5型贮氢合金电化学容量及循环寿命的影响

为了提高低钴AB5型贮氢合金的电化学循环稳定性，在MmNi3．8Co0.4Mn0.6Al0．2贮氢合金中加微量的硼．用真空快淬工艺制备了稀土系低钴AB5型MmNi3．8Co0．4Mn0．6Al0．2Bx(x=0，0．1，0．2，0．3，0．4)贮氢合金，分析测试了铸态及快淬态合金的电化学性能及微观结构，研究了硼对铸态及快淬态合金电化学容量及循环寿命的影响．结果表明，硼使铸态及快淬态MmNi3.8Co0.4Mn0．6Al0．2贮氢合金的电化学容量不同程度地降低，但使电化学循环稳定性大幅度提高．硼对电化学性能的影响主要是促进非晶相的形成．     

快凝对MmNi5-x(CoMn)x合金电化学性能的影响

利用熔体淬冷法制备出不同速度下的4种合金薄带,研究了快凝对贮氢合金电化学性能的影响.合金的晶体结构采用XRD和SEM进行表征.结果显示,铸态和快凝合金都是单一的CaCu5相结构,快凝后的合金组织变得更加细密,晶粒变小而且更加均匀.电化学实验结果表明,快凝显著提高了合金的稳定性,但是降低了合金的放电容量和高倍率性能,铸态...     

快淬对贮氢合金组织和电化学性能的影响

通过XRD、TEM、DTA分析和电化学实验，研究了快淬对贮氢合金组织和电化学性能的影响，研究表明，成分均匀性改善和单胞体积减小是影响快淬氢合金电化学性能的主要因素，其中，前者使充放电循环稳定性提高，后者使放电容量降低，在本研究中，快淬速度为10m/s时，合金成分的均匀性已较铸态有明显改善，更高的快淬速度并不能使成分的均匀性进一步大幅度提高，反而使单胞体积减小，因此，快淬速度为10m/s时，快淬合金的综合电化学性能最佳。     

非化学计量比对贮氢合金Mm(NiCoMnAl)5Bx电化学性能的影响

研究了稀土系非化学计量比贮氢合金Mm(NiCoMrLAl5)5Bx(x=0，0．1，0．2，0．3，0．4)微观结构及电化学性能，分析了非化学计量比x对贮氢合金电化学性能的影响．研究结果表明，铸态非化学计量比合金Mn(NiCoMnAl)5Bx具有双相组织，主相为CaCu5结构相，还有少量CeCO4B第二相，第二相的相丰度随x的增加而增大．经22m/s淬速快淬处理后，合金中的第二相消失．随非化学计量比x的增加，合金的电化学容量下降，但活化性能、倍率放电能力循环寿命明显提高，放电电压特性得到一定改善．     

退火处理对La-Mg-Ni-Co合金电化学性能的影响

为了改善La-Mg-Ni-Co系贮氢电极合金的综合电化学性能，研究了退火处理对La0.7Mg0.3(Ni0.85Co0.15)3.4相结构和电化学性能的影响.在1 073 ～1 223 K下退火9 h制得样品，并进行了XRD分析以及恒电流充放电、线性极化和恒电位阶跃3种电化学测试.结果表明，铸态和退火态合金均由具有PuNi3结构的主相及少量杂相组成.退火态合金相的成分和结构均匀性得到明显改善，并具有较低的吸氢体积膨胀率.退火处理使合金的最大放电容量有所提高，循环稳定性得到明显改善.退火态合金放电容量的提高与合金中主相丰度的增大密切相关.合金循环稳定性的改善主要归结于退火态合金具有较低的吸氢体积膨胀率和较好的合金成分均匀性.     

La0.75Mg0.25Ni3.1-xCo0.3Al0.1Six（x=0.000.20）贮氢合金电化学性能研究

采用中频感应炉熔炼制备铸态La0.75Mg0.25Ni3.1-x Co0.3Al0.1Si x(x=0.00~0.2)合金,通过调控Si的成分,研究Si元素替代Ni对合金电化学性能的影响.研究表明,随着Si替代量增加,合金活化性能基本不变,最大电化学放电容量随Si含量的增加呈线性下降的关系,电化学放电平台压力逐渐降低,电化学循环稳定性得到有效提高.     

Cu对高淬速AB5型贮氢合金电化学性能的影响

用Cu替代Mn(NiMnAl)4.9C00.4合金中50％的Co元素，对两种合金分别进行快淬处理，测试了它们的活化性能，放电容量，放电电压性能和高倍率放电能力，试验结果表明，Cu替代Co元素不影响合金的活化次数，且使放电容量，低倍率放电电压平台得到明显改善，但高倍率放电电压特性格略有降低，合金的高倍率放电能力下降。     

铸态Mg-Sn二元合金的显微组织与力学性能

通过光学显微金相定量分析、SEM扫描电镜及EDX分析、XRD分析以及抗拉强度、显微硬度测试等实验手段,研究添加量0～10%(wt)Sn的铸态Mg-Sn二元合金的显微组织与力学性能。实验结果表明,显微硬度随Sn的增加而增加,Mg2Sn的第二相强化是主要原因。Sn≤5%(wt)时,合金的抗拉强度和伸长率随Sn的增加而增加,Sn的细晶强化起到了主要作用。Mg-10%Sn的抗拉强度、特别是伸长率降低,细晶强化作用消失和脆性的Mg2Sn颗粒数量增多是主要原因。     

快淬Pr_(1.4)Fe_(10.5)Mo_(1.5)和Nd_(1.4)Fe_(10.5)V_(1.5)合金薄带成相规律研究

采用单辊甩带法制备快淬Pr1．4Fe10．5Mo1．5和Nd1．4Fe10．5V1．5合金薄带．TEM和XRD分析确定了该两种合金快淬薄带为具有TbCu7型结构的1：7相DTA和XRD表明：Pr（Fe,Mo）7转变为1：12相变点为674．78℃,α-Fe析出温度为819．87℃,Nd（Fe,Mo）7转变为1：12相的Nd（Fe,V）12相变点为78417℃,室温至1300℃未见α－Fe析出．     

A2B7型La0.75Mg0.25Ni3.5-xCrx(x=0～0.3)贮氢合金相结构及电化学性能研究

采用感应熔炼方法制备了La0.75Mg0.25Ni3.5-xCrx(x=0,0.05,0.1,0.2,0.3)四元贮氢合金,系统地研究了合金B端Cr元素对Ni部分替代对合金相结构及电化学性能的影响.X衍射(XRD)分析表明,La0.75Mg0.25Ni3.5合金是由La2Ni7相组成.随着Cr元素的加入,该类合金中出现LaNi5相及LaNi3相,且随着Cr含量的增加而增多.电化学测试表明,随Cr含量的增加,合金电极活化次数变化不大,最大放电容量逐步降低,合金的最大放电容量由x=0.05时的383.43 mAh/g下降到x=0.3时的348.40 mAh/g;而合金的高倍率放电性能呈现先增后减的趋势,当电流密度为900 mA/g时,合金的高倍率放电性能由83.66%(x=0)增加到92.57%(x=0.05)然后减小到83.9%(x=0.3);循环稳定性先增加后下降,当x=0.1时合金电极的循环寿命达到最大(S100=74.71%).     

LaNi_(3.15-x)Mn_xCo_(0.25)Al_(0.1)储氢合金结构及电化学性能

为了研究Mn替代Ni对AB3.5型储氢合金结构及电化学性能的影响,采用电弧炉熔炼制备LaNi3.15-xMnxCo0.25Al0.1合金。采用XRD、SEM等材料分析方法以及恒电流充放电等电化学测试技术,研究LaNi3.15-xMnxCo0.25Al0.1(0≤x≤0.3)合金的结构和电化学储氢性能。结果表明:LaNi3.15-xMnxCo0.25Al0.1(0≤x≤0.3)合金由多相组合形成,合金的主相为LaNi5和La2Ni7;随着Mn替代Ni含量的增加,LaNi5相中a轴和c轴以及晶胞体积增加;合金电极的最大放电容量有所升高,由x=0的238mA·h/g逐渐增加到x=0.3的277.1mA·h/g;高倍率性能随着Mn含量的增加先升高后降低,在x=0.2时合金的高倍率性能最佳。     

Mg70(A0.25Ni0.75)30合金结构及储氢性能

为研究稀土元素Ce、Y对非晶储氢合金催化及其性能的影响,采用快淬法制备Mg70(A0.25Ni0.75)30(A=Ce,Y)合金,使用Sievert’s气体吸附技术和差示热扫描技术研究其储氢性能和热力学稳定性。XRD衍射分析显示,快淬制备的合金为非晶合金,但在573K、2MPa的氢压下,氢化后的Mg70(Y0.25Ni0.75)30会产生MgH2、Mg2NiH4和2相,Mg70(Ce0.25Ni0.75)30会产生Mg2NiH4、CeNi5和MgH2相。不同温度的动力学测试结果表明,快淬法制备的Mg70-(Ce0.25Ni0.75)30和Mg70(Y0.25Ni0.75)30合金分别获得的最大吸氢量为质量分数4.42%和3.09%,Mg70(Ce0.25Ni0.75)30和Mg70(Y0.25Ni0.75)30合金前100s吸氢量分别达到各自最大吸氢量的97%和87%。通过对DSC曲线的分析发现,Mg70(A0.25Ni0.75)30的脱氢活化能较低,分别为111.025±2.790kJ/mol(A=Ce)、84.843±2.057kJ/mol(A=Y)和152.207±6.764kJ/mol(A=Y)。实验结果表明,Y元素对Mg70(A0.25Ni0.75)30合金催化及储氢性能的改善要优于Ce元素。     

微量稀土元素Y对铸态LAZ531合金显微组织的影响

研究了微量稀土元素Y对铸态Mg-5Li-3Al-1Zn(LAZ531)合金显微组织的影响.研究结果表明,铸态LAZ531合金由α-Mg相和AlLi相组成.铸态LAZ531合金晶界处有呈断续的网状分布的黑色化合物,经XRD分析为AlLi相.添加Y元素后,合金中出现了Al₂Y第二相.由于Al₂Y相消耗了Al原子,随着Y含量的增加,AlLi相的含量逐渐减少.添加质量分数0.10%Y后,化合物明显减少.当Y质量分数达到0.20%时,化合物进一步减少,合金的显微组织得到细化.     

铸态和烧结态AlCoCrFeNi高熵合金模拟海水腐蚀性能研究

为了研究铸态和烧结态AlCoCrFeNi高熵合金在模拟海水介质下的电化学腐蚀性能,采用真空电弧熔炼和放电等离子烧结工艺制备AlCoCrFeNi高熵合金,分别采用X射线衍射仪(XRD)和光学显微镜(OM)分析其相结构和微观组织,采用电化学工作站对其进行电化学试验测试。研究结果表明:AlCoCrFeNi铸态合金组织呈现等轴晶形貌,物相为单一BCC结构;烧结态合金组织呈球形形貌,在900℃的烧结温度下,除了BCC相,还出现极少量的B2相以及FCC相。烧结态和铸态自腐蚀电位分别为-0.535 4V和-0.667 6V,自腐蚀电流密度分别为2.914 9×10~(-5) A·cm~(-2)和2.150 4×10~(-5) A·cm~(-2),铸态合金的钝化区比烧结态宽。2种合金均只出现一个容抗弧,且铸态合金的容抗弧半径远大于烧结态合金,表明铸态合金的耐蚀性优于当前烧结温度下的烧结态合金。     

快淬纳米复合Nd9Fe80Co4Nb1B6永磁合金相结构与磁性能研究

利用X线衍射仪、振动样品磁强计等测试手段研究了纳米复合Nd9Fe80Co4Nb1B6合金的相结构与磁性能,结果表明:淬速为20 m/s的合金,经710℃退火处理后,合金软硬磁性相的晶粒尺寸细小,两相之间具有较强的交换耦合作用,合金具有优良的综合磁性能,即剩磁为0.95 T,矫顽力达到540 kA/m,最大磁能积为112 kJ/m3.选择适当的快淬速度有利于改善退火后合金的相结构,提高合金的综合磁性能.