镁空气电池阳极Mg-Al-Pb-La合金的放电行为（英文）

通过电化学技术分析镁空气电池阳极Mg-Al-Pb-La合金的放电行为,并与Mg-Al-Pb合金的放电行为进行比较。结果表明,相对于Mg-Al-Pb合金,Mg-Al-Pb-La合金在开路电位下耐蚀性增强,表现出更好的放电活性。Mg-Al-Pb-La合金阳极的利用效率比商用Mg-Al-Zn (AZ)和Mg-Al-Mn (AM)合金阳极的利用效率高。由Mg-Al-Pb-La阳极和空气阴极组成的单个镁空气电池的平均放电电压为1.295V,在放电电流密度为10 mA/cm2时其放电容量为1370 mA·h/g,比Mg-Li合金作为空气电池阳极时的放电容量高。Mg-Al-Pb-La阳极放电性能的增强是由于显微组织的改变降低了自腐蚀,加速了电池放电过程中氧化产物的脱落。另外,分析了Mg-Al-Pb-La合金阳极在放电过程中的溶解机制。     

均匀化退火及挤压对Mg-Hg-Ga合金显微组织和耐腐蚀性能的影响

利用金相显微镜、X射线衍射、EBSD等检测方法分析铸态、均匀化退火态和挤压态Mg-Hg-Ga合金的显微组织,并采用析氢浸泡法、动电位极化扫描、恒电流放电、交流阻抗法、阳极效率测试,研究均匀化退火及挤压对Mg-Hg-Ga阳极材料腐蚀电化学性能的影响。结果表明:均匀化退火使铸态组织中第二相数量明显减少,挤压后合金发生动态再结晶,晶粒明显细化,并形成{0001}基面织构。均匀化退火提高合金的耐腐蚀性能和阳极电流效率,降低合金的电化学活性。热挤压降低合金的耐腐蚀性能,提高合金的电化学活性和阳极电流效率。挤压态合金表现出最负的平均放电电位-1.841 V(vs SCE),最大的析氢速率4.13 mL/(cm~2·h)和腐蚀电流密度1.010mA/cm~2。均匀化退火态合金的析氢速率和腐蚀电流密度下降到最小,分别为1.75 mL/(cm~2·h)和0.241 mA/cm~2,阳极电流效率由铸态的53.68%上升到挤压态的66.63%。     

固溶处理对镁空气电池阳极用AZ31镁合金放电性能的影响

为了提高镁空气电池的放电电压,采用浸泡失重法、动电位极化曲线、电化学阻抗谱、扫描电镜和电池放电测试等研究了固溶处理对AZ31镁合金活化性能的影响以及以铸态、固溶处理AZ31镁合金为阳极、3.5wt%的Na Cl溶液为电解液所组成镁空气电池的放电性能。结果表明,经过固溶处理后,铸态AZ31镁合金中β-Mg17Al12相消失,活化性能得到大幅提高,所以组装成的镁空气电池表现出更高的工作电压,当以20 m A·cm~(-2)的电流密度放电时,放电电压为1.0931 V。     

8-羟基喹啉对空气电池用AP65镁阳极腐蚀及放电性能的影响

通过失重、电化学测试和腐蚀产物分析,研究氯化钠溶液中添加8-羟基喹啉对空气电池用AP65镁合金阳极腐蚀及放电性能的影响。结果表明:在3.5%NaCl(质量分数)溶液中添加8-羟基喹啉能使AP65镁合金的腐蚀速率由(0.36±0.1) mg·cm~2/h降至(0.028±0.0.5) mg·cm~2/h、腐蚀电位正移、腐蚀电流密度由(46.95±3.3)μA/cm~2降至(18.37±4.8)μA/cm~2。组装成单体空气电池在2 mA/cm~2电流密度下放电时,添加8-羟基喹啉的电解液可使AP65镁阳极的电流效率从21.4%提高到62.4%;在15 mA/cm~2电流密度下放电时放电电压从0.89 V提高到0.96 V。AP65镁合金在含有8-羟基喹啉的氯化钠电解液中的放电产物主要为Mg(HQ)_2和Mg(OH)_2,腐蚀膜层薄且均匀,有利于Cl~-渗透。腐蚀层与镁基体之间沉积PbO_2,可剥离腐蚀产物,促进基体全面均匀的活化溶解,增强阳极的放电活性。     

In合金化及固溶处理对Mg-6Al-1Zn阳极材料组织和电化学性能的影响

目的 研究合金化及后续热处理下的镁阳极电化学性能,开发出一种新型镁合金阳极材料。方法 利用熔炼法制备Mg-6%Al-1%Zn-0.5%In(质量分数)并做海水激活电池阳极材料,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和一系列电化学测试方法研究在3.5%NaCl溶液中In元素的添加和后续固溶处理对Mg-6%Al-1%Zn(AZ61)合金显微组织及其电化学性能的影响。结果 合金元素In的添加及后续热处理可提升镁阳极的放电活性和利用效率。AZ61+0.5%In合金经420 ℃固溶16 h后,在10 mA/cm²和50 mA/cm²下有更负的平均放电电位,分别为?1.545 V(vs. SHE)和?1.229 V(vs. SHE),利用效率在2种电流密度下分别达56.2%与59.3%。结论 向AZ61合金中加入0.5%In,其会与Al存在竞争溶解机制,促进第二相Mg17Al12的生成。不连续分布的第二相和In自身的溶解-再沉积作用破坏了腐蚀产物膜的连续性,大幅提升了AZ61的放电活性。经420 ℃固溶处理16 h后,可在不增大晶粒尺寸的前提下使得第二相Mg17Al12基本溶入基体。此时腐蚀产物膜的稳定性进一步降低,合金成分更均匀,镁阳极的放电活性也得以提升。     

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。     

Bi添加对挤压纯Mg组织和力学性能的影响

基于各种零部件对非稀土型低成本镁合金的需求,选择低成本Bi添加镁合金作为研究对象,对比研究了纯Mg及其添加6%Bi(质量分数)的Mg-6Bi合金的微观组织与力学性能.结果表明,2种样品在挤压后均发生了完全动态再结晶且表现出相似的挤压织构,但Bi加入后可获得更为均匀细小的组织,平均晶粒尺寸从未添加态的30μm显著减小为4μm.Mg-6Bi合金中未完全固溶的微米级Mg3Bi2相在挤压过程中被破碎并沿挤压方向呈条带状分布,同时观察到大量动态析出的纳米级Mg3Bi2相弥散分布在基体中.挤压态Mg-6Bi合金的力学性能较纯Mg显著提高,其拉伸屈服强度、抗拉强度和延伸率分别达到189 MPa,228 MPa和19.9%,且未表现出拉压各向异性.添加Bi后合金性能的提高主要归因于晶粒细化和弥散分布的微纳双尺寸Mg3Bi2相协同强化的共同作用.     

织构对基于Mg-3Al-1Zn合金的镁空气电池性能的影响（英文）

为了研究织构对镁空气电池性能的影响,以商用AZ31镁合金板材为实验材料,分别制备了基于板材轧面和截面的镁空气电池。所用实验材料的表面粗糙度与实际应用中镁合金板材的表面粗糙度相似。通过电化学阻抗谱研究了试样的电化学性能,结果表明截面比轧面更耐腐蚀。通过恒流放电测试研究了电池的放电性能,结果表明基于截面阳极的镁空气电池和基于轧面阳极的镁空气电池相比具有更高的阳极效率(2种电池的阳极效率分别为71.3%和65.7%)。放电24 h之后,通过扫描电子显微镜研究了镁合金阳极基体的表面形貌。轧面阳极显示出一个具有更多孔洞和沟壑的阳极表面,这可能是导致它具有低阳极利用率的原因。因此,被(1010)、(1120)和(1011)取向晶粒所主导的截面阳极更适合运用于镁空气电池。     

织构对基于Mg-3Al-1Zn合金的镁空气电池性能的影响

在本论文中,商用AZ31镁合金板材被用为实验材料。为了研究织构对镁空气电池性能的影响,分别制备了基于板材轧面和截面的镁空气电池。与已经报道过的关于织构对镁合金电化学性能的影响的研究不同,本文所用实验材料的表面粗糙度与实际应用中镁合金板材的表面粗糙度相似。通过电化学阻抗谱研究了试样的电化学性能,结果表明轧面比截面更耐腐蚀。通过恒流放电测试研究了电池的放电性能,结果表明基于截面阳极的镁空气电池和基于轧面阳极的镁空气电池相比具有更高的阳极效率（两种电池的阳极效率分别为71.3%和65.7%）。放电24小时之后,通过扫描电子显微镜研究了镁合金阳极基体的表面形貌。轧面阳极显示出一个具有更多孔洞和沟壑的阳极表面,这可能是导致它具有低阳极利用率的原因。因此,被(10-10)、 (11-20) 和(10-11)取向晶粒所主导的轧面阳极更合适于被运用于镁空气电池。     

铸态及退火态Mg66Al34阳极镁空气电池的性能

制备了铸态及退火态Mg66Al34共晶合金,通过研究该合金的腐蚀及放电行为,考察了该合金作为镁空气电池阳极的放电性能。结果表明:在3.5 mass%NaCl溶液中,铸态合金具有较低的腐蚀速率及放电活性,退火态合金具有高的腐蚀速率及放电活性。在NaCl溶液中加入水溶性石墨烯后,铸态合金具有低的腐蚀速率及较高放电活性。铸态合金低的腐蚀速率是由于在β-Mg17Al12层间形成了黑色富铝氧化物腐蚀产物。     

Zr_(0.5)La_(0.5)Ni_(1.5)Fe_(0.5)储氢合金的制备及其显微组织

利用悬浮熔炼技术,合成了Zr0.5La0.5Ni1.5Fe0.5储氢合金,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDX)分析了热处理前后合金的显微组织。结果表明,Zr0.5La0.5Ni1.5Fe0.5热处理前主要由Zr Ni2、La Ni和少量Zr7Ni10相组成,而热处理后主要由Zr Ni2相和La Ni相组成。在凝固过程中首先从熔液中析出熔点最高Zr7Ni10相,然后析出熔点较高的C15型Laves相Zr Ni2,最后析出熔点较低的La Ni相,由于凝固速度较快,导致成分分配不均匀。热处理后,Zr Ni2相中的La元素减少,La Ni相中La和Ni的含量略有增加,Zr Ni2相晶间的杂相Zr7Ni10消失,合金成分分布更加均匀。     

Highly spin-polarized Co2MnGa0.5Sn0.5 Heusler compound

Point contact Andreev reflection measurements of Co₂MnSn_1?xGa_x alloys showed that the spin polarization of L2₁ ordered quaternary Co₂MnSn_0.5Ga_0.5 compound increased to 0.72 compared to 0.6 for Co₂MnSn and Co₂MnGa ternary alloys. The L2₁ Co₂MnSn_0.5Ga_0.5 phase was found to be an intermetallic compound, in which the L2₁ structure was stable up to the melting temperature. The increase in spin polarization was attributed to the high degree of L2₁ order as well as an increase in the spin-up density of states near the Fermi level.     

Mg-0.5%Zn-0.5%Zr-RE合金的时效强化研究

对挤压制备的Mg-0.5%Zn-0.5%Zr-RE合金进行T5、T6热处理后,进行拉伸力学性能测试。结果表明,T6处理的合金屈服强度稍低于T5,抗拉强度达到313 MPa, 高于T5处理的289.5 MPa。金相显微组织观察表明,合金经T5处理仍保留着挤压状态的组织特征;TEM结果表明,合金在T6时的强化主要与2种过渡相β″和β′脱溶并与位错的相互作用有关,520 ℃,2 h固溶＋200 ℃时效时,Mg-0.5%Zn-0.5%Zr-2.2%Nd-4.0%Y合金的脱溶序列为：SSSS→β″→β′→β     

Pb0．5Sr0．5TiO3精细结构的第一性原理分析

在广义梯度近似下,采用基于密度泛函理论框架下的第-性原理和虚拟晶体近似(VCA)方法,计算了Pb0.5Sr0.5TiO3(PST)电子结构及其属性.分析了PST固溶体总体能量变化趋势,确定了A位离子在铁电相的平衡构型.计算结果表明:在PST固溶体中,当Ti原子相对于氧八面体沿[001]方向发生约0.012 nm偏心位移,PST出现能量极小值.O 2p和Ti 3d轨道的强杂化以及部分O-Pb和O-Sr轨道杂化间接增强了TiO6八面体的畸变,体系总能量降低,促进了PST铁电畴变的形成.     

Ba0.5Sr0.5TiO3铁电薄膜的微弧氧化制备工艺

用分析纯Ba(OH)2·8H2O和Sr(OH)2·8H2O配制电解液(浓度各为0.2 mol/L),采用微弧氧化技术在工业纯钛板(99.5％)表面原位生成BaxSr(1-x)TiO3铁电薄膜.对不同电流密度、电流频率和反应时间条件下获得的薄膜进行表征,研究了各因素对薄膜物相构成、表面形貌和表面粗糙度的影响.结果表明:所得薄膜均主要由四方相Ba0.5Sr0.5TiO3构成;电流密度为20 A/dm2、电流频率为100 Hz、反应时间为10 min时,所得薄膜最平整、致密、表面粗糙度值最小,且微弧氧化孔洞分布最均匀,测得该薄膜在1 kHz条件下的介电常数为411.3.     

Ti50-0.5xNi50-0.5xCux合金的微观组织

通过对Ti50-0．5xNi50-0．5xCux（x=2，5，10，15）合金微观组织的观察和分析，得出了Cu含量对合金组织的影响规律．当x=2时，合金组织主要是NiTi（B21相，没有CuNiTi相形成；当x=5时，合金组织中开始出现少量的CuNiTi相；当x≥10时，合金组织中有呈网状分布的大尺寸的CuNiTi相．热处理会影响合金的微观组织．当x≥5时，经适当热处理后合金的NiTi相上有大量弥散分布的CuNiTi相析出．CuNiTi相析出促使合金的相变温度向低温方向移动．     

Na0.5K0.5NbO3无铅压电陶瓷放电等离子烧结的制备工艺

由于Na,K在高温下容易挥发,因而采用普通陶瓷烧结工艺难以得到致密的碱金属铌酸盐系陶瓷,只能通过热压烧结制备高密度的铌酸钾钠(NaNbO3-KNbO3)系无铅压电陶瓷.本研究采用放电等离子烧结(SparkPlasma Sintering,SPS)技术,通过配料、研磨混料、焙烧、SPS烧结、退火工艺后,制备出白色略带黄色的Na0.5K0.5NbO3压电陶瓷试样.在烧结过程中,没有观察到明显的碱挥发,试样密度随烧结温度的增加而增大,860℃以上温度烧结时,试样的密度达到4.22g/cm3(为理论密度的92%).采用分步极化方法对试样进行极化,即先在高温下用低电压极化,再在低温下用高电压极化,极化后样品的压电常数d33为37pC/N～49pC/N.     

层状Li_(0.5)Na_(0.5)CoO_2的合成及显微结构

为了研究具有α-Na Fe O2结构的复杂钴氧化物原子排列规律,采用固相反应合成了Li0.5Na0.5Co O2多晶粉末,并利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微分析(SEM)和透射电子显微分析(TEM)等检测手段对其形貌、晶体结构等进行了表征。结果表明:一般处理状态下,Li0.5Na0.5Co O2为片状,其晶体结构与层状Li Co O2相似,但在某些处理状态下通过TEM观察到沿[0001]带轴衍射花样中出现菱面体晶系中应该消光{10 1 0}的晶面族。这说明Li0.5Na0.5Co O2的晶体结构已经由菱面体结构转变成六方结构。