A2B7型La0.3Y0.7Ni3.4–xMnxAl0.1储氢合金微观结构和电化学性能研究

采用真空电弧熔炼和均匀化退火制备La0.3Y0.7Ni3.4-xMnxAl0.1(x=0~0.5)储氢合金,采用不同方法系统研究了Mn元素对合金微观结构、储氢和电化学性能的影响规律和作用。结果表明,退火合金微观组织与Mn含量关系密切,提高Mn含量有利于合金组织形成Ce2Ni7型相,当x≥0.3时,合金形成Ce2Ni7型结构单相组织。随Mn含量增加, Ce2Ni7型主相晶胞参数a、c及晶胞体积V均依次增大,导致合金吸氢平台压从0.079 MPa降至0.017 MPa,储氢量达到1.268wt%~1.367wt%。添加Mn元素能显著改善合金的电化学性能,x=0.1的合金电极的放电容量最高(390.4 mAh·g^-1);x=0.15和0.5的合金电极的容量保持率S100分别为86.1%和88.5%,具有较好的循环稳定性。上述合金电极的高倍率放电性能HRD900为71.53%~87.73%。分析结果表明,合金电极反应动力学过程由电极/溶液界面的电子转移与体相中的氢原子扩散共同控制。     

奥斯麦特炉喷枪烧损探究

以云锡铜业铜硫顶吹吹炼炉喷枪的使用寿命为研究对象,探索了生产工艺过程控制、喷枪材料及结构性能对其使用寿命的影响,总结了奥斯麦特吹炼炉炼铜生产实践过程中喷枪烧损的原因和延长喷枪使用寿命的措施与方法。     

稀土系贮氢合金的生成焓计算

利用Miedema理论和几何模型计算了二元合金系La M ,Ni M和三元合金系LaNi5-xMx(M =Co ,Mn ,Al,Cr ,Fe,Cu)的生成焓。对二元合金系 ,计算结果与已有实验结果在xM ≥ 70 % (摩尔分数 )范围符合得较好 ;三元合金系计算结果表明 ,当分别添加合金组元Mn ,Co ,Cr,Fe和Cu时 ,LaNi5-xMx 的生成焓不同程度地增大 ,其中Cr ,Fe和Mn的影响较大 ,而添加Al时生成焓明显减小。讨论了生成焓对合金高温氢化时发生歧化反应的影响 ,合金的生成焓越大 ,越有利于歧化反应。     

R-Y-Ni系A5B19型(R=Y,La,Pr,Nd,Sm)储氢合金的微观结构和电化学性能

用真空电弧熔炼和退火处理制备了A5B19型R0.45Y0.55Ni3.5Mn0.2Al0.1(R=Y,La,Pr,Nd,Sm)储氢合金,采用XRD、SEM-EDS与电化学方法系统分析了镧系稀土元素对R-Y-Ni系A5B19型储氢合金微观结构和电化学性能的影响规律.结果表明,退火合金微观组织由Ce5Co19型相、Ce2N...     

La-Y-Ni系A5B19型退火合金的相结构和电化学性能

采用真空电弧熔炼和热处理制备了A5B19型储氢合金La0.4Y0.6Ni3.52Mn0.18Al0.1,研究了退火温度(1173～1373 K)对合金La0.4Y0.6Ni3.52Mn0.18Al0.1相结构和电化学性能的影响规律.结果表明,随退火温度增加,主相A5B19型(3R-Ce5Co19+2H-Pr5Co19)...     

粉末非晶硅制备及其气体氢化和电化学储氢性能研究

以Li13Si4为原料采用化学去锂化法制备了具有层状结构的非晶硅(α-Si)粉体并对α-Si进行球磨改性,研究了改性前后α-Si在H2中的氢化行为以及氢化处理对α-Si电极在质子传导离子液体中的电化学储氢性能影响。研究结果表明,球磨能明显减小α-Si粉体的颗粒尺寸,但易引入Fe和Cr金属杂质并形成Fe2Si与CrSi2。氢化时α-Si逐渐发生晶化,当氢化时间不少于8 h时,α-Si基本完全晶化,氢化后的SiHx结构由SiH、SiH2和SiH3三种成键模式组成。球磨改性有助于增加α-Si的初始吸氢量,随氢化时间延长,α-Si的吸氢量逐渐增大,其中经球磨和氢化2、5、8和58 h后的α-Si吸氢量分别达到(质量分数)0.38%、0.76%、0.91%和3.8%,其吸氢速率比较缓慢。α-Si电极在质子型离子液体中具有电化学吸放氢反应活性,但其放电容量偏低(42~163 mAh/g),其中球磨和氢化8 h的α-Si经20次充放电后具有最大放电容量163 mAh/g。球磨改性和适当的氢化处理(8 h)有利于提高α-Si电极的放电容量。     

高温退火R0.67Mg0.33Ni3.0(R= La, Ce, Pr, Nd)贮氢合金电化学性能研究

采用Ce﹑Pr和Nd少量混合稀土部分替代La,采用感应熔炼及高温退火工艺制备(La0.7Ce0.1PrxNd0.2-x)0.67Mg0.33Ni3.0(x=0,0.1,0.2)系列贮氢合金。结果表明,与La0.67Mg0.33Ni3.0合金相比较,混合稀土元素加入后对合金的相组成没有本质影响,(La0.7Ce0.1PrxNd0.2-x)0.67Mg0.33Ni3.0(x=0,0.1,0.2)合金微观组织由主相PuNi3型结构与LaMgNi4第二相组成;随混合稀土加入和Pr含量x的增加,PuNi3型相晶体结构的晶胞体积和a轴减小,但c轴及轴比c/a增大。电化学性能测试结果表明,用混合稀土Ce﹑Pr和Nd少量替代La后均能明显改善合金的综合电化学性能,合金的电化学容量与La0.67Mg0.33Ni3.0合金(392.0mAh/g)比较虽略有下降,但随Pr含量x的增加,混合稀土合金电极容量有所提高(384mAh/g);经100次循环后,混合稀土合金电极容量保持率从La0.67Mg0.33Ni3.0合金时的64%提高到82%～83%,其高倍率放电性能则从78.4%提高到了89%～91%。     

高熵合金CoCrFeMnNi/不锈钢真空扩散焊

采用真空扩散焊方法实现了CoCrFeMnNi高熵合金与304不锈钢在900℃~1000℃下的稳固连接。利用扫描电镜、EDS能谱分析、显微硬度测试和拉伸试验机研究扩散焊温度对原子界面行为和接头机械性能的影响规律。结果表明,温度较低时,界面上存在大量的孔洞,随着温度的升高,孔洞逐渐消失。结合EDS能谱分析和硬度测试结果可知,反应层成分为FCC固溶体,没有金属间化合物产生。所有接头拉伸后断裂均发生在远离界面的高熵合金一侧,随着扩散焊温度的升高,抗拉强度略微升高,应变明显增大,这可能与第二相的数量有关,1000℃时接头的抗拉强度和应变均达到最大值,分别为585MPa和50%。     

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.     

LaNi_(5-x)Al_x贮氢合金的研究

本研究用Ａｌ置换ＬａＮｉ５合金中的部分Ｎｉ，得到一系列ＬａＮｉ５－ｘＡｌｘ（ｘ＝０．１，０．３，０．５）贮氢合金。对这些合金的吸放氢热力学和动力学性能的实验研究表明，随着Ａｌ的加入及Ａｌ含量的增加，贮氢合金的平台氢压降低，吸氢量有所减少，而吸放氢速度有所增加。通过对合金及其氢化物晶体结构的ＸＲＤ分析，发现Ａｌ的加入并未使晶体结构类型发生变化，只是晶格常数变大；ＬａＮｉ５－ｘＡｌｘ合金吸氢后原晶体结构也未发生变化，但其晶格常数增加较大。