LaNi5-xAlx合金的Al含量对吸氢量和平衡氢压的影响

在研究LaNi5-xAlx合金系的结构特性、储氢性能及热力学性能的基础上，分析讨论了Al的加入使LaNi5-xAlx合金系晶胞体积增大的同时，引起了晶格的各向异性膨胀，以及这种非平衡的空间增长对吸氢量和平衡氢压的影响。结果表明，添加Al的合金化影响了原子间的相互作用，导致了原子间距的重新调整，从而导致了储氢性能的变化。根据实验数据导出了LaNi5-xAlx金属间化合物中的Al含量x与平台压力间的对应关系。晶格的各向异性膨胀与吸氢量之间呈很好的线性关系；Seitz半径随Al的加入而增大，有利于平衡氢压的降低；同时吸氢量可能由于晶格畸变增大而减少。     

Electronic Structure of Hydrogen Storage Compounds, LaNi5 and Its Micro-Hydrogenated Compounds

The electronic structures of LaNi5 hydrogen storage alloys and its micro-hydrogenated compounds with two hydrogen atoms in the center of two octahedral interstices and two tetrahedral interstices, were investigated by the first principles discrete variational method （DVM）. The results of density of states and the difference of charge distribution clearly show that the s electrons of H mainly interact with the s electrons of hydride-non-forming element Ni, despite there being a larger affinity of La for hydrogen than that of Ni in pure metal-hydrogen system. From the cohesive energy of systems, we also found two systems have almost same stability with occupation of H atoms.     

Co替代Ni对A2B7型贮氢电极合金相结构及电化学性能的影响

采用感应熔炼方法制备了La0.75Mg0.25Ni3.5-xCox(x=0,0.25,0.75,1)四元贮氢合金,系统地研究了合金B侧Co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-xCox由(La,Mg)2Ni-7相(包括Gd2 Co7型高温相和Ce2 Ni7型低温相)组成.此外,随着Co元素的加入,该类合金中出现CaCu5型LaNi5相.电化学测试表明,随Co含量的增加,合金电极活化次数增大,合金电极的最大放电容量增大,合金的最大放电容量由x =0.25时的376.53 mAh/g增加到x=1时的401.62mAh/g,氢扩散系数增大,循环稳定性变差,合金的高倍率放电性能降低,Co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.     

替代元素对低钴贮氢合金性能的影响

在AB5型贮氢合金MlNi3.55Co0.75Al0.3Mn0.4钴含量基础上,B侧采用Cu、Fe、Zn、Cr元素替代Co,A侧加入Dy来制备低钴贮氢合金.并对合金的放电容量、循环稳定性以及微观结构进行了研究分析.研究表明,通过调整合金成分可以使贮氢合金具有较好的组织均匀性和综合电化学性能.     

PMMA表面包覆LaNi5合金粉末的储氢性能

LaNi₅储氢合金粉末易氧化,严重影响其储氢性能。本文采用溶液浸渍法将聚甲基丙烯酸甲酯(poly methyl meth acrylate,PMMA)对LaNi₅合金粉末进行表面包覆改性,研究粉末的微观形貌、储氢性能和抗氧化性能。结果表明,空气氧化后,PMMA包覆LaNi₅合金的储氢量保持在1.29%(质量分数),而LaNi₅合金的储氢量仅为1.15%。对比未包覆的LaNi₅合金,PMMA包覆LaNi₅合金在空气氧化后仍保持较好的吸放氢动力学性能和储氢量,且具备良好的循环稳定性。因此,PMMA包覆LaNi₅合金可减缓合金在空气中的氧化反应,改善合金的抗氧化性能,有利于合金的应用和储氢安全性。     

Ce替代La对合金LaNi4.5Al0.5储氢性能及热力学的影响

金属Ce替代LaNi_4.5Al_0.5合金中的La用以提高金属吸/放氢热力学性能。通过研究合金La_1-xCe_xNi_4.5Al_0.5(x=0～0.4)的相结构、储氢热力学以及吸/放氢动力学发现,所制备的合金主相为六方晶系LaNi₅相;随着Ce替代量的增加(x=0～0.4),合金晶体结构中a轴呈现减小的趋势、c轴及各向异性(c/a)呈现出先增大后减小再增大的趋势;储氢性能测试表明,随着Ce替代量的增加,合金的吸/放氢平台压升高,最大储氢量减小;合金吸/放氢反应热优化程度与各向异性(c/a)呈现出相同趋势,当x=0.2时,合金吸放氢反应焓变分别降低至26.33 kJ/mol和24.30 kJ/mol。     

LaNi4Al0.75M0.25(M=Mn,Sn,In,Ti,Zr)合金吸放氢性能研究

采用XRD及等容法研究了元素替代对LaNi4Al0.75M0.25（M=Mn,Sn,In,Ti,Zr）合金相结构、吸放氢动力学和热力学性能的影响。结果表明：Sn,In替代对合金的吸放氢平台压力影响不大,而Mn,Ti,Zr替代明显降低了合金的平台压力;5种合金的吸氢量按替代元素Mn〉In〉Sn〉Ti〉Zr顺序降低,XRD分析结果表明降低原因是元素替代后合金中形成了杂质相;合金主相的晶胞体积与热力学焓变ΔH的绝对值大小顺序按替代元素表示均为Mn〉Zr〉Ti〉Sn〉In,而熵变ΔS差异不大。     

LaNi5合金中的杂质C与H2的反应研究

LaNi₅储氢合金中的杂质C在合金放氢过程中尤其是在高温放氢时会以CH₄的形式释放,从而影响氢气的纯度。氢等离子体电弧熔炼法是去除LaNi₅合金中杂质C的有效方法,其中H在除C过程中起到了至关重要的作用。为了研究C与H₂在氢等离子体电弧熔炼过程中的作用机制,本文利用气相色谱分析仪分别对熔炼前后的炉内气氛进行了分析研究。此外,依据LaNi₅合金与H的相互作用,本文探索了吸氢脱氢过程中,合金中杂质C与H的反应过程,并对合金高温放氢纯度及放氢后合金C含量的变化进行分析。结果表明：在氢等离子体电弧熔炼和吸氢脱氢处理过程中,LaNi₅合金中的C与H反应并以CH₄的形式逸出,从而降低了LaNi₅合金中的C含量。在对LaNi₅合金吸氢脱氢法处理过程中,合金中的原始C含量越高,500℃热解析H₂中的CH₄含量越高,且随着吸放氢循环次数的增加,释放的CH_4...     

Mn部分替代Ni对LaMg2Ni9系列储氢合金电化学性能的影响

采用共沉淀还原扩散法制备了LaMg2Ni9系列AB3型储氢合金,研究了LaMg2Ni9-xMnx(0.0≤x≤4.5)储氢合金的放电容量,循环稳定性和活化性能,并用X射线衍射和扫描电镜对产物的组织结构进行微观分析.结果表明,采用该方法制备的LaMg2Ni9-xMnx(0.0≤x≤4.5)系列合金,x的取值对合金的最大放电容量和循环稳定性都有很大影响-随着x值的增加,其最大放电容量呈先增大后减小的趋势,尤其是当1.5＜x＜3.3时,合金的最大放电容量显著增加并在x=3.3处取得最大值160mAh/g;而对其循环稳定性,则是当0.0＜x＜2.1时,变化不大,当2.1＜x＜3.0时有所增强,当x＞3.0时急剧恶化.另外,x的取值对合金的活化性能影响不大,活化次数在8次～14次之间.综合考虑所研究性能,认为在采用该方法制备的LaMg2Ni9-xMnx(0.0≤x≤4.5)AB3型储氢合金中,LaMg2Ni6.0Mn3.0的综合电化学性能最好.     

镁系储氢薄膜的研究进展

综述了储氢薄膜的研究进展，包括制备方法、制备原理及影响因素。详细介绍了国内外镁系合金薄膜的研究状况，通过分析Mg-Pd，Mg-V，Mg-Ni，Mg-MmNi5复合薄膜的吸氢性能，指出镁系储氢薄膜的理想发展方向应该是寻找一种价格低廉且活性较好的金属元素取代价格较高的Pd、V，采用与其它类活性好的合金复合等方法，获取吸放氢性能优良的储氢薄膜。     

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。     

Microstructures and electrochemical properties of LaNi3.8-xAlx hydrogen storage alloys

The microstructures and electrochemical properties of LaNi3.8-xAlx (x=0.0,0.1,0.2,0.3 and 0.4) alloys were studied systematically. The microstructures were identified by X-ray diffraction (XRD) and scanning electronic microscopy (SEM). The main phases were not changed with the substitution of Ni by Al, but minor phases appeared when x=0.4. With Al content increasing, the cell volume increased and the hydrogen storage capacity increased first and then decreased, and the maximum discharge capacity increased from 209.4 mAh/g (x=0.0) to 285.3 mAh/g (x=0.3) and then decreased to 241.3 mAh/g (x=0.4). Meanwhile, the exchange current density (I0) increased and the diffusion coefficient (D) decreased with the addition of Al.     

原子状态对Fe—Al合金结构及性能的影响

从结晶学等效性的角度系统论述了应用经验电子理论确定的富铁区Ｆｅ－Ａｌ合金中不同原子的状态，分析了原子状态对合金结构及各种性能的影响，得出Ｆｅ－Ａｌ合金相结构及性能的变化都来源于原子状态变化的结论。     

化学计量比对AB5型贮氢合金相结构及电化学性能的影响

对低钴稀土系贮氢合金Ml(Ni0.78Co0.08Al0.06Mn0.08)x(4.8≤x≤5.4)的相结构及电化学性能进行了研究.结果表明在4.8≤x≤5.2的合金中除CaCu5型结构的主相之外,还出现LaNi3第二相,而且合金中第二相(LaNi3)的析出量随着x值的增大而减少,化学计量比x=5.4的合金则有富镍相析出,B侧合金化使低钴贮氢合金形成单相AB5型合金的化学计量比由x=5.0增大至5.2～5.4之间.四种不同化学计量比合金的活化性能都较好,合金的最大放电容量随化学计量比x的增大而增加,过化学计量比(x=5.4)合金具有最大的放电容量,最优的放电电压特性及最佳的循环稳定性,且其高倍率放电性能也较好.     

MEAM在Ni3Al合金研究中的应用

介绍了一种新的 EAM势。它表述简单 ,可用于大原子团的分子动力学研究。参数用结合能、弹性常数、空位形成能等实验值确定。并给出了 L 12 结构 Ni3Al的势。     

Application of Nanocrystalline LaNi5-type Hydrogen Absorbing Alloys in Ni-MHx Batteries

Duringlastyears ,interestinthestudyofnanos tructuredmaterialshasbeenincreasing .Thisisduetorecentadvancesinmaterials′synthesesandcharacteri zationtechniquesandtherealizationthatthesemateri alsexhibitmanyinterestingandunexpectedphysicalaswellaschemicalpropertieswithanumberofpoten tialtechnologicalapplications .Forexample ,hydrogenstoragenanomaterialsarethekeytothefutureofthestorageandbatteries/cellsindustries[1,2 ] .TheTiFe ,ZrV2 andLaNi5phasesarefamiliarmaterialswhichabsorblargequantitiesof…     

Zr55Al10Ni5CU30大块非晶合金的研究进展

概述了Zr55Al10Ni5Cu30非晶合金的制备方法及各种方法的特点，并在此基础上介绍了Zr55Al10Ni5Cu30的组织与性能及其晶化过程。