La_4MgNi_(19-x)Co_x(x=0～2)贮氢合金的相结构和电化学性能

采用中间合金法在感应熔炼炉中制备La_4MgNi_(19-x)Co_x(x=0~2)合金,研究Co部分替代Ni对合金相结构和电化学性能的影响。XRD测试结果表明:合金主要由La_4MgNi_(19)(Ce_5Co_(19)+Pr_5Co_(19))相和LaNi_5相组成;x的增加有利于促进La_4MgNi_(19)相的形成,且晶胞体积随之增大。显微组织观察发现,合金为树枝晶结构,x的增加会使树枝晶变细。电化学测试表明:合金均具有良好的活化性能和高倍率放电性能(HRD_(600)92.57%);随着x的增加,合金的最大放电容量明显提高(从x=0时的359.23 m A·h/g增大到x=2的380.85 m A·h/g),而循环寿命则先下降后逐渐提升。高倍率放电性能主要由合金电极的扩散系数控制,而循环稳定性的下降则是由于合金中La_4MgNi_(19)相的增加使膨胀率和晶间应力集中增大加速粉化所致。     

Zr_(1-x)Nb_xCo(x=0～0.2)合金吸放氢及抗歧化性能研究

采用真空电弧熔炼法制备了Zr_(1-x)Nb_xCo (x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)合金,研究了Nb掺杂对ZrCo合金相组成、吸放氢及抗歧化性能的影响。XRD结果表明:Zr_(1-x)NbxCo (x=0～0.2)合金主相为ZrCo相,含有少量ZrCo_2杂相;氢化物为ZrCoH_3相。Nb掺杂有利于ZrCo合金吸放氢性能的提高:ZrCo吸氢反应活化时间为7690 s,Zr_(0.8)Nb_(0.2)Co缩短至380s;ZrCo吸氢反应表观活化能力44.88 kJ·mol~(-1) H_2,Zr_(0.8)Nb_(0.2)Co降低至32.73 kJ·mol~(-1) H_2;10 K/min升温速度下,ZrCo-H系统放氢温度为597.15 K,Zr_(0.8)Nb_(0.2)Co-H系统降低至541.36 K;ZrCo-H系统放氢反应表观活化能为100.55 kJ·mol~(-1) H_2,Zr_(0.8)Nb_(0.2)Co-H系统降低至84.58 kJ·mol~(-1) H_2。放氢模式下798 K保温10 h ZrCo歧化83.68%,Zr_(0.8)Nb_(0.2)Co仅歧化8.71%;Nb掺杂降低合金氢化物8e间隙氢原子数量,减小岐化反应驱动力,提高合金抗歧化性能。     

快淬纳米晶和非晶Mg_(20)Ni_(10-x)Co_x(x=0～4)合金的贮氢性能(英文)

为了改善Mg2Ni型合金的贮氢性能,采用Co部分替代合金中的Ni以及快淬工艺制备了纳米晶和非晶态Mg20Ni10-xCox(x=0,1,2,3,4)贮氢合金。用XRD、SEM、HRTEM分析了铸态及快淬态合金的微观结构,并测试了合金的气态吸/放氢动力学及电化学贮氢性能。结果表明,在快淬无Co合金中没有形成非晶相,但快淬含Co合金中形成一定量的非晶相。Co替代Ni及快淬处理显著地改善了合金的气态吸放氢性能。同时,Co替代Ni也显著地提高了快淬态合金的放电容量和电化学循环稳定性。     

LaNi5-xFex(x=1～1.8)合金相结构及电化学性能

研究了LaNi5-xF3x(x=1.0,1.2,1.4,1.6,1.8)合金中Fe部分代替Ni对LaNi5型电极合金相结构及电化学性能的影响.结果表明:当x=1.0时,合金由LaNi5和La2Ni7相组成;当x=1.2时,开始出现(Fe,Ni)相;当x=1.6时,还开始出现La2Ni3相.随x增大LdNi5相逐渐减少、La2Ni7和(Fe,Ni)相逐渐增多.随Fe含量的增大,电极合金放电容量减小,扩散系数减小,交换电流密度呈先减小后增大的趋势,当x=1.4时,电极合金的交换电流密度达到最小值.Fe含量对合金电极高倍率放电性能HRD值的影响与对合金电极交换电流密度的影响趋势一致,这表明电极合金表面的电化学反应对合金的动力学性能影响更大.     

贮氢合金RENi_(3.95-x)Mn_xCo_(0 .75)Al(0 .3)(x =0～ 0 .6)的相结构与高温电化学性能

针对电动车用大型动力Ni/MH电池工作温度较高的特点 ,系统地研究了Mn部分取代Ni对贮氢合金RENi3 .95-xMnxCo0 .75Al0 .3 相结构和高温 (6 0℃ )电化学性能的影响。结果表明 ,RENi3.95-xMnxCo0 .75Al0 .3(x =0～0 .6 )合金具有单一的CaCu5型LaNi5相结构 ,其晶胞体积随Mn含量的增加而增大 ;Mn的加入能有效地改善合金的高温活化性能和放电容量 ,但会加快合金的循环容量衰退 ,降低充放电循环稳定性 ;Mn含量在x =0 .3～ 0 .5时 ,合金具有较好的高温高倍率放电性能     

La_(1-x)Sc_(x)Ni_(3.5)合金储氢及电化学性能研究

采用真空电弧熔炼炉熔炼储氢合金La_(1-x)Sc_(x)Ni_(3.5)(x=0~1.0),且经真空退火炉1173 K退火1周。研究了Sc含量对该合金相结构、储氢及电化学性能的影响。结果表明,该合金组织均由La_2Ni_7、LaNi_5、LaNi和Sc_2Ni_7等相组成,随着Sc含量的增加,LaNi_5相逐渐减少,La_2Ni_7和Sc_2Ni_7逐渐增加。298 K下合金电极吸放氢平台压力逐渐升高,吸氢量呈先增后减趋势,x=0.3时最大吸氢量(0.651 wt%)、平台压力均适中。随x值增大,最大放电容量C_(max)和100次充放电循环容量保持率S100均呈先增加后减小的趋势.。x介于0.3~0.5时,电极综合电化学性能较好。合适的Sc含量并经退火热处理能有效改善合金电极循环寿命。但掺入过量Sc后,合金易形成难吸氢的Sc_2Ni_7相,这是电极容量不高的主要原因,这与PCT测试结果保持一致。     

V_3TiNi_(0.56)Al_(0.2)Cr_x(x=0～0.3)贮氢合金的微结构及电化学性能

采用自蔓延高温合成法制备V3TiNi0.56Al0.2Crx(x=0～0.3)贮氢合金,经XRD和电化学测试等研究Cr添加量对合金微结构及电化学性能的影响。结果表明:当x为0、0.1和0.2时,V3TiNi0.56Al0.2Crx合金均由V基固溶体主相和TiNi相组成;当x=0.3时,合金由V基固溶体主相和具有六方结构的C14型Laves相组成;随着Cr含量的增加,合金主相的晶胞常数和晶胞逐渐减小;添加Cr以后,合金电极的最大放电容量降低,对活化性能基本没有影响;此外,添加Cr可使合金循环性能得到明显改善,V3TiNi0.56Al0.2Cr0.3合金经过10次充放电循环后,容量保持率为99%,大电流放电性能最好;随着Cr含量的增加,合金中氢的扩散系数逐渐增大。     

TiV_(2.1)Ni_x(x=0.2~0.6)贮氢合金的相结构及电化学性能

系统研究了TiV2.1Nix(x=0.2,0.3,0.4,0.5,0.6)贮氢合金的相结构及电化学性能。XRD及SEM分析表明:合金均由体心立方(bcc)结构的V基固溶体主相和TiNi基第二相组成;随着Ni含量x的增加,合金中V基固溶体主相的相含量和晶胞参数逐渐减小,TiNi基第二相含量逐渐增多,且当x≥0.4时,TiNi基第二相组织沿主相晶界形成明显的三维网络状结构。电化学测试表明:随着x的增加,合金的高倍率放电性能及循环稳定性均得到显著改善;但当x从0.4增加到0.6时,合金的活化性能变差,最大放电容量降低。在研究的合金中,TiV2.1Ni0.4表现出较好的综合性能。     

La4-xPrxMgNi19(x=0～2.0)贮氢合金的相结构与电化学性能

系统研究了Pr替代La后对La4-xPrxMgNi19(x=0～2.0)贮氢合金的相结构与电化学性能影响.结构分析表明,合金主要由Pr5Co19、Ce5Co19、CaCu5型物相组成.随着x的增加,合金中A5B19(Pr5Co19 Ce5Co19)型物相逐渐增多,同时各物相的晶胞参数(a,c)和晶胞体积(V)均呈线性减小.电化学测试表明,随着x的增加,合金活化性能显著降低,合金贮氢量先增加后减少,但合金循环寿命有所提高.合金的高倍率放电性能(HRD)随着x的增加先增加后减少,在x=1.2时有最大值(HRD900=94.77%).合金的HRD主要由合金表面的电催化活性所控制.     

快速凝固LaMg_(0.25)Ni_(4.0-x)Co_(0.75)Al_x(x=0～0.3)合金的相结构与电化学性能

对LaMg_(0.25)Ni_(4.0-x)Co_(0.75)Al_x(x=0~0.3)系列合金进行了快速凝固处理(15m/s),系统研究了该条件下Al部分替代Ni对合金相结构和电化学性能的影响。XRD分析结果表明,合金主要由La4MgNi19相(A5B19型)和LaNi5相(CaCu5型)相组成,两相的晶胞体积(V)和LaNi5相的相丰度均随x的增加而增大。电化学性能测试表明,x的增加,会使合金的活化性能、最大放电容量以及高倍率放电性能(HRD)下降,但循环稳定性有明显改善,如100次循环后的容量保持率(S100)从x=0的59.07%提高到了x=0.3合金的85.99%。研究认为,合金中较高吸氢相(A5B19型)随x的增加而减少是导致合金电极最大放电容量下降的主要原因,而循环寿命的改善则是由于Al含量的增加降低了合金颗粒的吸氢体积膨胀率,同时减小了两种吸氢主相在吸放氢过程中产生的内应力,从而降低了合金电极的粉化程度所致。     

复合储氢合金Mg_(1.8)Zr_(0.2)Ni-(1.2–X)Ni-XMgTi_3的结构和电化学性能

为改善Mg_2Ni储氢合金的电化学性能,采用机械合金化法(mechanical alloying,MA),分别制备出改性合金Mg_(1.8)ZrNi以及MgTi_3,按一定比例和Ni混合球磨,制备出纳米晶或非晶化的Mg_(1.8)Zr_(0.2)Ni-(1.2–X)Ni-XMgTi_3(X=0.0~0.8)复合储氢合金。结果表明,经部分取代改性和包覆修饰后的复合储氢合金,其表面和内部形成较多的纳米级褶皱、空隙和多相结构缺陷。随着MgTi_3含量增加(X=0.0~0.5),Mg_(1.8)Zr_(0.2)Ni-(1.2–X)Ni-XMgTi_3复合储氢合金初始放电比容量也逐渐增加,当MgTi_3含量为X=0.5时,合金初始放电比容量为973.3 m Ah·g~(-1)。但MgTi_3含量X0.5时,其初始放电比容量又有所下降。研究表明,添加MgTi_3却不利于复合储氢合金的循环稳定性和高倍率放电性能。通过对Mg_(1.8)Zr_(0.2)Ni-(1.2–X)Ni-XMgTi_3复合储氢合金进行线性极化、阳极极化和交流阻抗测试,进一步研究了系列合金电极的表面电化学反应、电荷转移过程、氢在合金中的扩散情况以及它们的电化学性能。     

La(1-x)MgxNi4.25Al0.75(x=0-0.3)合金的结构与储氢性能研究

采用三步感应熔炼法制备了La(1-x)MgxNi4.25Al0.75 (x=0.0,0.1,0.2,0.3) 储氢合金,对该系列合金的晶体结构和储氢性能方面进行了研究。晶体结构和相分析结果表明,当x=0.0和0.1时,合金由单一的LaNi4Al相组成;而x=0.2和0.3时,合金由LaNi4Al相, (La,Mg)Ni3相和AlNi3相构成。随着Mg含量x从0.2增至0.3时,合金的第二相丰度和吸/放氢平衡压明显升高,同时储氢容量减小。研究发现,当Mg添加量x=0.1时,合金除具有良好的储氢容量和低平台压外,其吸氢动力学性能更好。     

TiV2.1Nix（x=0.2～0.6）贮氢合金的相结构及电化学性能

系统研究了TiV2.1Nix（x=0．2，0．3，0．4，0．5，0．6）贮氢合金的相结构及电化学性能。XRD及SEM分析表明：合金均由体心立方（bcc）结构的V基固溶体主相和TiNi基第二相组成；随着Ni含量x的增加，合金中V基固溶体主相的相含量和品胞参数逐渐减小，TiNi基第二相含量逐渐增多，且当x≥0．4时，TiNi基第二相组织沿主相晶界形成明显的三维网络状结构。电化学测试表明：随着x的增加，合金的高倍率放电性能及循环稳定性均得到显著改善；但当x从0．4增加到0．6时，合金的活化性能变差，最大放电容量降低。在研究的合金中，TiV2.1Ni0.4表现出较好的综合性能。     

La_(0.63)Gd_(0.2)Mg_(0.17)(,NiCoAl)_x(,x=3.3,3.5)储氢合金的微观组织和电化学性能

采用真空感应熔炼方法制备了La0.63Gd0.2Mg0.17Ni2.85Co0.3Al0.15和La0.63Gd0.2Mg0.17Ni3..05Co0.3Al0.15贮氢合金,并在氩气气氛中和900℃进行退火处理,通过X射线衍射(XRD)、显微电子探针(EPMA)分析方法和电化学测试分析研究了不同化学计量比对合金微观组织和电化学性能的影响。研究结果表明,该系列合金退火组织主要由Ce2Ni7+Gd2Co7型、Pr5Co19型﹑PuNi3型和CaCu5型相组成,AB3.3中Ce2Ni7+Gd2Co7型相明显比AB3.5减少。电化学测试分析表明,不同的化学计量比对合金电极活化性能影响不大,AB3.5合金的最大放电容量大于AB3.3合金。AB3.5合金的循环稳定性明显高于AB3.3合金,经100次充放电循环后其电极容量保持率S100分别为90.2%和83.7%,其中AB3.5合金具有最好的综合电化学性能。     

(1-x)LiNbO_3-xBiAlO_3(x=0～0.7)陶瓷的制备及性能

采用固相合成法制备了(1–x)LiNbO3-x BiAlO_3(x=0,0.01,0.03,0.05,0.07)无铅压电陶瓷。研究了BiAlO_3对Li NbO_3陶瓷的物相结构、显微组织、介电及压电性能的影响。研究表明:当掺杂量为0.01时,所得陶瓷为纯相钙钛矿结构,当掺杂量超过0.03时出现杂相。所得陶瓷的相对密度均在96%以上,具有较好的致密度。随BiAlO_3含量的增加,晶粒尺寸略有增大。BiAlO_3的加入使复介电常数的共振峰有向低频方向移动的趋势。压电及介电性能的变化规律与晶粒尺寸变化一致,即随BiAlO_3含量的增加,d33和复介电常数的实部ε′均在x=0.07时出现最大值。因此,适量添加BiAlO_3可以增加LiNbO_3陶瓷的介电性能与压电性能。     

快淬纳米晶和非晶Mg_(20)Ni_(10-x)Co_x(x=0～4)合金的贮氢性能(英文)EI北大核心CSCD

为了改善Mg2Ni型合金的贮氢性能,采用Co部分替代合金中的Ni以及快淬工艺制备了纳米晶和非晶态Mg20Ni10-xCox(x=0,1,2,3,4)贮氢合金。用XRD、SEM、HRTEM分析了铸态及快淬态合金的微观结构,并测试了合金的气态吸/放氢动力学及电化学贮氢性能。结果表明,在快淬无Co合金中没有形成非晶相,但快淬含Co合金中形成一定量的非晶相。Co替代Ni及快淬处理显著地改善了合金的气态吸放氢性能。同时,Co替代Ni也显著地提高了快淬态合金的放电容量和电化学循环稳定性。     

球磨时间对Mg2-xZrxNi(x=0～0.6)电极合金微观结构及电化学性能的影响

在不同的球磨时间下,应用机械合金化法制备出Mg2-xZrxNi(x=0,0.15,0.3,0.45,0.6)电极合金.系统地测试了合金的微观结构及电化学性能,研究了球磨时间对合金微观结构及电化学性能的影响.XRD及 TEM的分析结果表明,合金中的非晶相随球磨时间的延长而增加.电化学测试的结果显示,随球磨时间的增加,合金的循环稳定性及放电电压特性得到显著改善.球磨时间对合金容量的影响与合金的成分相关,对于x≤0.3的合金,其放电容量随球磨时间的延长而单调增加;而对于x>0.3的合金,放电容量随球磨时间的增加有一个极大值.     

球磨法制备Mg_2Ni-xMLNi_(3.8)Co_(0.75)Mn_(0.4)Al_(0.2)储氢合金的电化学性能研究

研究了球磨方法制备的Mg_2Ni-xMLNi_(3.8)Co_(0.75)Mn_(0.4)Al_(0.2)(x=0,10,20,30)复合型镁基储氢合金的电化学性能。结果表明,相比原始Mg_2Ni合金,添加球磨制备的MLNi_(3.8)Co_(0.75)Mn_(0.4)Al_(0.2)复合型镁基储氢合金的循环放电性能和电化学催化活性都得到改善,其中以Mg_2Ni-30wt%MLNi_(3.8)Co_(0.75)Mn_(0.4)Al_(0.2)复合型镁基储氢合金的电化学性能改善效果最佳。     

LaNi5-xAlx (x=0~1.2)合金的循环储氢性能研究

通过真空感应熔炼法制备了LaNi5-xAlx (x=0, 0.25, 0.75, 1.2)储氢合金,并对其微观结构、力学性能、循环吸放氢性能及抗粉化性能进行了研究。结果表明,Al元素的加入能够明显改善合金晶体结构稳定性和储氢容量稳定性;随着Al含量的增加,合金的抗粉化性能呈现先减弱后增强的趋势;合金的力学性能和储氢容量共同影响着其抗粉化性能,其中力学性能是最主要的影响因素;在普通高纯氢气氛下,LaNi5-xAlx (x=0~1.2)合金的容量衰减主要是由于材料自身原因造成,很可能是发生了歧化反应     

TiV1．35Cr1．35-x．Mnx（x=0～0．45）合金的相结构及储氢特性

系统研究了TiV1．35Cr1．35-x．Mnx（x=0,0．15,0．25,0.35,0．45)合金的相结构及储氢性能。XRD分析表明,所有合金均为体心立方(b.c.c．)结构的单一固溶体相,其晶胞常数随Mn含量的增加而逐渐减小。储氢性能测试表明,用Mn部分取代Cr后,合金的活化性能变差,25℃最大吸氢量有所下降,但合金的吸放氢压力滞后减小,放氢压力平台变得平坦,100℃有效放氢量和放氢率也随着Mn含量的增加先升后降,并在x=0.35时达到最大值。