Li掺杂对AB5型稀土贮氢合金相结构和电化学性能的影响

采用粉末烧结法,制备了一系列掺杂Li的AB5型稀土贮氢合金,并研究了Li掺杂量对贮氢合金MlNi3.55Mn0.40Al0.30Co0.70Lix相结构和电化学性能影响.结果表明:随Li掺杂量的增加,合金的晶胞参数c、c/a和晶胞体积V也随之增大;适量Li(x≤0.20)掺杂对合金的电化学容量有所提高,MlNi3.55 Mn0.40 Al0.30 Co0.70 Li0.20合金的0.2C放电容量达到273.53 mA·h/g;掺杂Li能改善合金的高倍率放电性能,当Li的含量为0.20～0.30时,合金的高倍率放电性能最好;掺杂Li能不同程度地提高贮氢合金的充放电循环稳定性,当x=0.20时,其循环性能最好,MlNi3.55Mn0.40Al0.30Co0.70Li0.20合金200次循环的电容与最大电容的比率(S200)达86.2%,但当Li掺杂量大于0.50时,合金的循环性能反而下降.     

Sb薄膜嵌脱Li性质的平面波赝势法计算与实验研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理超软赝势平面波方法计算了Li-Sb合金的嵌锂性能,得到合金的嵌锂形成能、嵌锂电位、理论比容量、体积膨胀率和能带结构等。并用恒流充放电和循环伏安法实测了薄膜电极的充放电性,Sb电极在循环时,表现出平稳的0.8V嵌锂电压平台,其电位与理论计算较吻合。富锂态LixSb(2相似文献   

闪锌矿结构AlSb的嵌脱锂机理

利用第一原理赝势平面波计算方法研究具有闪锌矿结构AlSb的嵌脱锂机理。通过计算不同嵌锂相Lix(AlSb)(0≤x≤2)或Li2 yAl1-ySb(0≤y≤1)的形成能(ΔE),并结合相应的热力学原理便可得出当Li嵌入AlSb时的电压—比容量曲线图,由此进一步确认了锂在嵌入AlSb的结构时,首先是占据AlSb中的间隙位置,然后随着Li嵌入量的增加,可以逐步取代AlSb中的Al位置从而形成Li3Sb相。通过分析Li嵌入AlSb前后的能带结构及态密度图可以发现,AlSb的导电性能首先随Li嵌入量的增加而增加,当Li占据AlSb全部间隙位置后达到峰值,当Li进一步替代Al时导电性能随之降低。     

铸态Mg-xSn-1Mn合金的显微组织和阻尼性能

采用光学显微镜(OM)、维氏硬度计、热动态分析仪、X射线衍射(XRD)、多功能内耗仪等,研究了Sn含量对Mg-xSn-1Mn合金显微组织、阻尼性能和力学性能的影响。结果表明:当Sn含量从2%增加到8%时,Mg-xSn-1Mn合金的枝晶间隙呈现细化的趋势,硬度从43.84 HV0.1增加至54.00 HV0.1,呈单调增加的趋势。应变无关阻尼随着Sn含量的增加呈现先增后减的趋势,在Sn含量为4%时达到最大,应变相关阻尼则随着Sn含量的增加呈现逐渐减小的趋势。在低温阶段,相同Sn含量的合金的阻尼随着频率的增大呈现增加的趋势;但在高温下,阻尼值在低频时的上升速率比高频时快,并随着温度的升高,低频阻尼和高频阻尼趋向于相等。当Sn含量不同时,随着温度的升高,Sn含量较高的合金的阻尼值上升速率变快。     

往复挤压Mg-xSn-Al-Zn-Si合金的组织性能及变形机制

以往复挤压Mg-xSn-1. 5Al-1Zn-1Si(x=3、5、8,质量分数,%)合金为研究对象,分析了合金的组织分布、力学性能和变形机制。结果表明:往复挤压合金的晶粒细小、组织均匀,随着Sn的增加,其均匀度呈现先升高后降低的趋势;往复挤压合金的强度和塑性较高,随着Sn含量的增加,合金强度和塑性呈现先增加后下降的趋势,Sn含量较高时,塑性明显下降;往复挤压过程中,Mg-xSn-1.5Al-1Zn-1Si合金更容易发生动态再结晶,位错攀移(滑移)成为变形的主要机制,位错密度呈现由增加到动态平衡再到下降的变化趋势。      

Li含量对7050铝合金组织和性能的影响

用熔铸法向7050合金中添加了金属Li元素(含锂30%的铝-锂中间合金),采用砂型铸造和金属型铸造两种方式浇铸含锂铝合金试棒。用SEM、OM分析两种铸造方法的合金显微组织,测试其硬度、密度等性能。结果表明,用熔铸法能将锂添加到7050铝合金中,且改善了合金的力学性能,降低了合金的密度。在一定范围内添加锂元素能明显细化晶粒,改善形貌。合金的力学性能随Li添加量的增加呈先增加后降低的变化,砂型浇铸时Li添加量在3%时合金性能最好,金属型浇铸时Li添加量在6%时合金性能最佳。     

Sn对Mg-Nd-Zn-Zr合金组织和耐蚀性能的影响

通过金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等设备分析了Sn对铸态Mg-2.7Nd-0.4Zn-0.5Zr合金显微组织和腐蚀性能的影响。结果表明,铸态Mg-2.7Nd-0.4Zn-0.5Zr-xSn(x=0.5、1.0、1.5、2.0)合金的组织是由α-Mg基体、Mg_(12)Nd相、点状或杆状的Mg_2Sn相组成。随着Sn含量的增加,Mg_2Sn相逐渐增多。铸态合金的腐蚀速率随着Sn含量的增加呈现先减小后增大的趋势,其中当Sn含量为1.0%时合金具有最佳的耐腐蚀性能。Sn的加入能够细化Mg_(12)Nd相,同时析出更稳定性的Mg_2Sn相,并在Sn含量为1.0%时分布较为均匀。     

α2-Ti-25Al-xNb合金力学性质的第一原理计算

采用第一原理赝势平面波方法计算了D0_19结构的α_2-Ti-25Al-xNb(x=O—12,原子分数,%)晶体的弹性模量(B, G和E)和抗拉强度(σ_b),并利用Cauchy压力(c_(12)-C_(44))与G/B比值表征和评判了不同浓度Nb合金化时α_2一Ti-25Al- xNb合金的韧脆化倾向.结果表明:在x=2—12时,α_2-Ti-25Al-xNb晶体的抗拉强度(σ_b)与σ_2相合金的弹性模量(B, E和G)随x增加而增大;在x=0—6时,α_2-Ti-25Al-xNb合金脆性有一定改善,且x值越大韧化效果越好;但在x=7—9时,相对于α_2-Ti_3Al,合金脆性不但没有得到弱化,反而随x增加而加剧;随后,当x进一步增大时,合金脆性又随x增加再次得到改善,至x=12时,α_2-Ti-25Al-xNb合金的韧化效果最好.通过电子态密度(DOS)和投影电子态密度(PDOS)等电子结构的分析,初步解释了Nb的这种强化与韧化作用.     

Sn对Mg合金阳极材料组织及电化学性能的影响(英文)

采用金相显微镜、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、结合能谱( EDS )研究了Sn对镁阳极材料显微组织、相结构、表面形貌及成分分布的影响;并通过恒电流法、动电位极化法、排水集气法等研究了该镁合金的腐蚀行为和电性能。结果表明:合金元素Sn、Pb的加入可以抑制棒状β-Mg17Al12相沿晶界析出,合金晶粒尺寸均匀,随着Sn含量的增大,颗粒相Mg2Sn增多;均匀化处理使大部分β-Mg17Al12相溶解,而残留Mg2Sn和Mg2Pb未溶相;Sn的加入可以提高镁合金自腐蚀电位,降低析氢率,当Sn含量为2wt%时,镁合金阳极的放电电压和电流效率最大。由于镁合金的"负差数效应"使得析氢率随电流密度的增大而增大,当电流密度为10mA/cm2时,电流效率最高,可达88%;腐蚀产物主要成分为Mg(OH)2、SnO2及MgSnO3,且疏松,易脱落,使镁合金阳极的工作电极电位负而且稳定,可促进电池反应深入进行。     

Cr、Mo和W对FeAl金属间化合物电子结构和力学性能影响的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算了B2型FeAl金属间化合物的Fe8Al8和Fe8XAl7(X=Cr,Mo和W)超晶胞系统总能量、结合能、晶格常数、弹性常数、态密度和差分电荷密度,研究了合金元素对B2型FeAl金属间化合物晶体结构、电子结构和力学性能的影响。根据系统驰豫和几何优化确定了合金系统的稳定晶体结构;计算结果表明:随着加入元素原子半径的增大,合金的晶格常数相应增大,Fe8WAl7的晶格常数最大,Fe8CrAl7的晶格常数最小。Cr、Mo和W的加入均提升了FeAl的体模量、剪切模量和弹性模量以及改善了FeAl的脆性,其中Mo的加入对FeAl的脆性改善作用最大。根据电子结构和Cauchy压力参数计算结果的分析,FeAl金属间化合物为脆性相,主要原因是其电子结构中Fe的s、p、d态与Al的s、p态存在电子轨道杂化,呈明显的共价键特征。合金元素改善FeAl脆性的微观机理为:合金元素原子以d轨道电子为主参与了FeAl金属间化合物的电子杂化,增强了FeAl合金的结合能力;合金元素原子的加入使电荷转移量增加,增强了原子间离子键成分的作用,提高了FeAl合金的稳定性。     

Co含量对Sn-0.7Cu合金组织演化及力学性能的影响

采用真空感应熔炼工艺制备了Sn-0.7Cu-x Co(x=0.5,1.0,1.5,2.0wt%)合金,分析了Co含量对钎料合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,Co的添加增加了Sn-0.7Cu的熔化温度,合金熔点随着Co含量的增加而增大;Co的添加使Sn-0.7Cu合金组织中出现了短棒状或块状的Co Sn2金属间化合物相,其体积分数随着Co含量的增加而增多。随着Co含量的增加,Sn-0.7Cu-x Co合金的显微硬度和抗拉强度增大,但合金的延展性逐渐降低。     

Nb和热处理对Ti-V-Cr贮氢合金滞后性能的影响

研究了Nb合金化及1 473 K×8 h热处理对Ti_(1-y)V_(0.9-x)Cr_(1.3)Nb_xZr_y(0≤x≤0.6,0≤y≤0.2)贮氢合金滞后性能的影响。研究结果表明:Nb合金化使Ti-V-Cr系合金的滞后系数减小,热处理使滞后系数增大。随着Nb含量x的增加,合金的滞后系数H_f呈减小趋势,并在x=0.3时取得最小值H_f=1.20;合金经1 473 K×8 h热处理,滞后系数H_f从1.20增大到1.75。Nb的合金化使合金吸氢前后弹性应变、体积膨胀率减小,滞后系数减小;热处理使合金在吸放氢过程中弹性应变、体积膨胀率增大,滞后系数增大。     

Ce对Al-Zn-Sn牺牲阳极合金性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、动电位极化、电化学阻抗等方法研究了Ce含量对Al-7Zn-0.1Sn(质量分数,%)合金显微组织和电化学性能的影响。结果表明:Ce可明显细化晶粒,使Al-7Zn-0.1Sn合金从粗大枝状晶向细小等轴晶转变;适量的Ce可有效改善Al-7Zn-0.1Sn合金的电化学性能;随着Ce含量增加,合金电位负移、电流效率逐步提高;当Ce含量(质量分数)为0.5%时,合金具有最好的电化学性能,其电流效率相比Al-7Zn-0.1Sn合金的提高10%。     

非化学计量比贮氢合金Ml(Ni0.71Co0.15Al0.06Mn0.08)x的电化学性能

研究了化学配比x对贮氢合金Ml(Ni0 .71 Co0 .1 5Al0 .0 6Mn0 .0 8) x(4.6≤x≤ 5.2 )的结构、组织、电化学性能和 p c T特性的影响。结果表明 ,随着x增大非化学计量比合金点阵常数a值减小 ,c值增大 ,单胞体积减小 ,当x =5.2时c/a达到最大值。x =5.0的化学计量比合金具有最小的点阵常数和单胞体积。放电容量、充放电循环稳定性和 p c T曲线平台压均随着x增大而提高 ,当x =5.2时达到最大放电容量和最佳循环稳定性。     

采用PITT与EIS技术测定锂离子电池正极材料LiFePO4中锂离子扩散系数

采用恒电位间歇滴定法（PITT）和电化学阻抗谱技术（EIS）测定锂离子电池正极材料LiFePO4中Li^＋扩散系数。结果表明：随着嵌锂量的变化,锂离子的扩散系数（D Li＋）先出现一个极大值,然后出现一个极小值,随后随嵌锂量的增加而增大;扩散系数在10^-13 cm^2/s-10^-16 cm^2/s数量级范围内变化;2种方法计算得到的扩散系数在数量级上相符合。     

基于机器学习的面心立方高熵合金弹性性能预测（英文）

提出预测面心立方高熵合金弹性性能的机器学习模型。数据集来源于第一性原理计算得到的186组样本。测试集体积模量(B)和剪切模量(G)预测值的拟合优度(R²)分别达到0.81和0.84。根据机器学习结果，Co Ni CuMoW在等主元高熵合金(G/B≤0.57)中具有最高的B、G和弹性模量(Y)和良好的塑性。第一性原理计算结果表明，当W含量增加时，(CoNiCuMo)_1-xW_x合金的弹性各向异性提高，且塑性下降。差分电荷密度分析结果表明，W—W和W—Mo键存在明显的电荷聚集，表明W原子与邻近原子间存在共价键作用。     

Mg对Al-Zn-Sn阳极合金组织与电化学性能的影响

为提高Al-7Zn-0.1Sn(质量分数,%)牺牲阳极的电化学性能,采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、动电位极化、电化学阻抗等方法,研究了不同含量的Mg对Al-7Zn-0.1Sn合金微观组织和电化学性能的影响。结果表明:Mg可使Al-7Zn-0.1Sn合金从粗大枝状晶向等轴晶转变;适量Mg可改善Al-7Zn-0.1Sn合金的电化学性能;随着Mg含量增加,合金电位负移、电流效率逐步提高;当Mg含量为2%时,合金具有最好的综合电化学性能。     

Sn对Zn4Al3Cu无铅钎料腐蚀性能的影响

根据合金化原理,在Zn4Al3Cu钎料基体上添加不同含量Sn,形成一种新型合金,研究了Sn含量对Zn4Al3CuxSn钎料合金腐蚀性能的影响。结果表明:随着Sn含量增加,Zn4Al3CuxSn钎料合金的腐蚀速率逐渐升高。其中,Zn4Al3Cu钎料的腐蚀速率最低,为0.076 mm/a,耐蚀性最好。随着Sn添加量增加,Zn4Al3CuxSn钎料合金的腐蚀电位逐渐降低,w(Sn)为15%时,钎料腐蚀电位最低,为-1.201 1 V,较基体钎料Zn4Al3Cu腐蚀电位降低了0.063 V。     

Sn含量对轧制Mg-6Bi-Sn合金组织演变和腐蚀性能的影响

研究了轧制态Mg-6Bi-xSn (x=0,1,2,3,%,质量分数) 4种合金的组织演变和腐蚀性能。结果表明：研究合金均表现出等轴晶组织和少量的孪晶组织,随着Sn含量的增加,平均晶粒尺寸分别为 (15.63±1.37),(13.71±1.15),(10.86±1.39) 和 (12.29±1.15) μm;第二相体积分数分别为 (3.56±0.06)%,(3.67±0.09)%,(3.76±0.36)%和 (9.58±0.69)%。另外,随着Sn含量的增加,腐蚀速率先减小再增大,这是因为晶粒细化和第二相颗粒增加竞争机制的结果,Mg-6Bi-2Sn合金由于其均匀的微观组织而表现出最佳的耐腐蚀性能。     

多孔泡沫铜支撑锡薄膜阳极材料的制备及性能

以三维多孔泡沫铜为基底,采用化学镀的方法制备锂离子电池薄膜Sn负极材料.利用扫描电镜、X射线衍射分析以及恒电流充放电测试等手段研究不同厚度薄膜Sn电极的形态、结构和电化学行为.结果表明:化学镀工艺制备的Sn电极表面的大量微孔和岛状突起不仅增大电极的表面积,而且显著缓解电极在充放电过程中体积的变化;其中镀层较薄的样品C薄膜Sn电极的初始充电(脱锂)容量为660.6 mA·h/g,经100次循环后,容量保持在299.5 mA·h/g,具有较好的循环性能.