硼对稀土系AB5型贮氢合金电化学容量及循环寿命的影响

为了提高低钴AB5型贮氢合金的电化学循环稳定性，在MmNi3．8Co0.4Mn0.6Al0．2贮氢合金中加微量的硼．用真空快淬工艺制备了稀土系低钴AB5型MmNi3．8Co0．4Mn0．6Al0．2Bx(x=0，0．1，0．2，0．3，0．4)贮氢合金，分析测试了铸态及快淬态合金的电化学性能及微观结构，研究了硼对铸态及快淬态合金电化学容量及循环寿命的影响．结果表明，硼使铸态及快淬态MmNi3.8Co0.4Mn0．6Al0．2贮氢合金的电化学容量不同程度地降低，但使电化学循环稳定性大幅度提高．硼对电化学性能的影响主要是促进非晶相的形成．     

储氢合金LaNi（4．2＋5x）Mn0．4A10．4Zrx的微观组织及电化学性能研究

研究了x(Zr)及热处理工艺对LaNi(4.2 5x)Mn0.4Al0.4Zrx储氢合金微观组织与电化学性能的影响．结果表明：添加Zr元素后该储氢合金中均出现Zr(Ni，A1，Mn)5第二相，并且第二相的含量随x的增大而增多．当x=0．4时，经热处理后合金中的第二相沿主相晶界呈网状分布，而且其韧性很好．由于第二相对主相起到了防腐蚀保护作用，并降低了充放电过程中晶格畸变引起的合金粉化的速度，从而使循环稳定性显著提高，但由于第二相不是吸氢相，对电化学容量没有贡献，因此它的出现使合金的放电容量降低．     

非化学计量比对贮氢合金Mm(NiCoMnAl)5Bx电化学性能的影响

研究了稀土系非化学计量比贮氢合金Mm(NiCoMrLAl5)5Bx(x=0，0．1，0．2，0．3，0．4)微观结构及电化学性能，分析了非化学计量比x对贮氢合金电化学性能的影响．研究结果表明，铸态非化学计量比合金Mn(NiCoMnAl)5Bx具有双相组织，主相为CaCu5结构相，还有少量CeCO4B第二相，第二相的相丰度随x的增加而增大．经22m/s淬速快淬处理后，合金中的第二相消失．随非化学计量比x的增加，合金的电化学容量下降，但活化性能、倍率放电能力循环寿命明显提高，放电电压特性得到一定改善．     

A2B7型La0.75Mg0.25Ni3.5-xCrx(x=0～0.3)贮氢合金相结构及电化学性能研究

采用感应熔炼方法制备了La0.75Mg0.25Ni3.5-xCrx(x=0,0.05,0.1,0.2,0.3)四元贮氢合金,系统地研究了合金B端Cr元素对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合金是由La2Ni7相组成.随着Cr元素的加入,该类合金中出现LaNi5相及LaNi3相,且随着Cr含量的增加而增多.电化学测试表明,随Cr含量的增加,合金电极活化次数变化不大,最大放电容量逐步降低,合金的最大放电容量由x=0.05时的383.43 mAh/g下降到x=0.3时的348.40 mAh/g;而合金的高倍率放电性能呈现先增后减的趋势,当电流密度为900 mA/g时,合金的高倍率放电性能由83.66%(x=0)增加到92.57%(x=0.05)然后减小到83.9%(x=0.3);循环稳定性先增加后下降,当x=0.1时合金电极的循环寿命达到最大(S100=74.71%).     

LaNi4.1-xCo0.6Mn0.3Alx储氢合金结构及电化学储氢性能研究

为改善LaNi4.1 Co0.6 Mn0.3储氢合金的性能,研究了系列LaNi4.1-xCo0.6Mn0.3Alx(x=0,0.15,0.3,0.45)合金的结构和电化学储氢性能.结果表明:制备的合金为典型CaCu5型AB5储氢合金,随着A1替代量增加,LaNi5相的晶胞参数a、c、c/a值和晶胞体积逐渐增大,相应合金的放电容量有所降低,但合金电极的循环稳定性和不可逆自放电和高温容量得到明显改善.60个循环后的容量保持率(S60)分别为58.79％ (x=0)、79.72％(x=0.3)、79.35％(x=0.45);合金电极不可逆容量损失率(贮存96 h)由14.41％(x=0)降到2.38％ (x=0.45).在323 K的放电容量由266.04mA·h/g(x=0)增加到302.4mA·h/g(x=0.15)、302.12mA·h/g(x=0.3)和299.88 mA·h/g(x=0.45).但Al替代Ni后,合金电极的交换电流密度I0和氢原子在合金内部的氢扩散系数DH降低,导致其高倍率放电性能变差.     

La0.75Mg0.25Ni3.1-xCo0.3Al0.1Six（x=0.000.20）贮氢合金电化学性能研究

采用中频感应炉熔炼制备铸态La0.75Mg0.25Ni3.1-x Co0.3Al0.1Si x(x=0.00~0.2)合金,通过调控Si的成分,研究Si元素替代Ni对合金电化学性能的影响.研究表明,随着Si替代量增加,合金活化性能基本不变,最大电化学放电容量随Si含量的增加呈线性下降的关系,电化学放电平台压力逐渐降低,电化学循环稳定性得到有效提高.     

LaxMm1-x(NiCoMnCuAl)5.1贮氢合金的电化学性能

在低钴AB5型贮氢合金LaxMm1-x(NiCoMnCuAl)5．1(x=0．25，0．38，0．56，0．74)中，加入纯La调整富Ce混合稀土中的La含量，测试了合金的电化学性能，研究了La含量的变化对LaxMm1-x(NiCoMnCuAl)5．1合金晶格参数、热力学参数及电化学性能的影响。结果表明，合金的晶格常数、晶胞体积及标准生成焓的绝对值随La含量的增加而增大，La含量的增加对提高铸态及快淬态合金的容量有利，但使得电化学循环稳定性及放电平台压下降，La含量的变化对合金的活化性能基本没有影响，铸态和快淬态合金通过1～2次循环均可完全活化。     

《无凝固收缩铝硅合金及其熔铸技术》发明专利简介

本专利利用合金中半导体元素硅在凝固时的膨胀抵消合金中铝、镁、铜等金属元素在凝固时收缩原理，发明出了一种在凝固时不发生收缩，并具有超细组织、优良力学性能和热稳定性的新型铝硅合金．此合金由Al、Si、Cu、Mg、Mn和Ni等元素组成．     

快速凝固条件下Cu-Cr合金的液相分解

采用快速凝固方法研究了Cu100-xCrx(x=2，25和35％)合金凝固行为．利用带有能谱(EDS)的扫描电子显微镜(SEM)分析了Cu—Cr合金的显微组织形貌和成分．实验结果证实，Cu—Cr合金在快速凝固过程中发生了液相分解，在较大的富Cr液相分解球中可观察到来自于二次相分解的、更细小的富Cu粒子．与Cu—Co和Cu-Fe液相分解组织不同，快速凝固Cu-Cr合金的大尺寸液相分解球不是由相互表面界限明确的、尺寸更小的液相分解球所组成，而是一个整体结构．     

退火处理对La-Mg-Ni-Co合金电化学性能的影响

为了改善La-Mg-Ni-Co系贮氢电极合金的综合电化学性能，研究了退火处理对La0.7Mg0.3(Ni0.85Co0.15)3.4相结构和电化学性能的影响.在1 073 ～1 223 K下退火9 h制得样品，并进行了XRD分析以及恒电流充放电、线性极化和恒电位阶跃3种电化学测试.结果表明，铸态和退火态合金均由具有PuNi3结构的主相及少量杂相组成.退火态合金相的成分和结构均匀性得到明显改善，并具有较低的吸氢体积膨胀率.退火处理使合金的最大放电容量有所提高，循环稳定性得到明显改善.退火态合金放电容量的提高与合金中主相丰度的增大密切相关.合金循环稳定性的改善主要归结于退火态合金具有较低的吸氢体积膨胀率和较好的合金成分均匀性.     

LaNi_(3.15-x)Mn_xCo_(0.25)Al_(0.1)储氢合金结构及电化学性能

为了研究Mn替代Ni对AB3.5型储氢合金结构及电化学性能的影响,采用电弧炉熔炼制备LaNi3.15-xMnxCo0.25Al0.1合金。采用XRD、SEM等材料分析方法以及恒电流充放电等电化学测试技术,研究LaNi3.15-xMnxCo0.25Al0.1(0≤x≤0.3)合金的结构和电化学储氢性能。结果表明:LaNi3.15-xMnxCo0.25Al0.1(0≤x≤0.3)合金由多相组合形成,合金的主相为LaNi5和La2Ni7;随着Mn替代Ni含量的增加,LaNi5相中a轴和c轴以及晶胞体积增加;合金电极的最大放电容量有所升高,由x=0的238mA·h/g逐渐增加到x=0.3的277.1mA·h/g;高倍率性能随着Mn含量的增加先升高后降低,在x=0.2时合金的高倍率性能最佳。     

两段热处理对贮氢合金电极性能的影响

采用电化学方法测定了铸态合金和850－1000℃时二步法热处理合金（即热处理合金）的P－C－T曲线，研究了二步法热处理对M1（NiCoMnAl)5贮氢合金热力学性能的影响；应用三电极体系测定了贮氢合金电极的活化性能及温度特性。研究结果表明：合金经热处理后，平台压力下降，贮氢合金放氢平台的倾斜度减小；同时，X衍射的特征衍射峰明显加高，主峰半高宽由0.36下降到0.20；在常温（25℃）和0.2C（其中C为放电容量）充放电的条件下，合金电极达到最大电化学容量的循环次数由铸态合金电极的8次提高到热处理合金电极的3次；在不同的充电率下，合金电极在－20℃（1C）时放电效率由铸态合金电极的73．5％提高到热处理合金电极的94．8％，但热处理合金电极在45℃（1C）时放电效率则比铸态合金电极下降近3％，表明两段热处理能明显提高合金的活化速度，但合金电极的高温充放电容量下降。     

Cu对高淬速AB5型贮氢合金电化学性能的影响

用Cu替代Mn(NiMnAl)4.9C00.4合金中50％的Co元素，对两种合金分别进行快淬处理，测试了它们的活化性能，放电容量，放电电压性能和高倍率放电能力，试验结果表明，Cu替代Co元素不影响合金的活化次数，且使放电容量，低倍率放电电压平台得到明显改善，但高倍率放电电压特性格略有降低，合金的高倍率放电能力下降。     

La(Ni,Sn)5+x (x=0～0.35)贮氢合金的晶体结构与电化学性能

系统研究了La(Ni,Sn)_5+x（x=0~0.35) 无Co贮氢合金的化学计量比对其晶体结构及电化学性能的影响.X射线衍射分析仪（XRD）分析表明，上述合金均为单相CaCu₅结构.但在过计量比(x>0)合金的结构中，有部分1a位置元素（La）的原子被沿c轴定向排列的Ni-Ni“哑铃”对所替代，且其替代La原子的分数随x的增大而增多，从而导致合金晶胞的c轴及c/a比值明显增大，晶胞体积有所减小，并显著降低了合金的吸氢体积膨胀率.电化学测试表明，增大x值可使合金的循环稳定性得到显著提高，但也使合金的最大放电容量和高倍率放电性能有所降低.研究发现，由于合金的化学计量比增大会使其结构中含有较多的Ni-Ni“哑铃”对，合金的抗吸氢粉化能力得到了明显的改善，从而使合金在充放电过程中的反应比表面积有所减小、腐蚀速率得到抑制、循环稳定性得到显著提高.但合金反应比表面积的减小也导致了电极反应的速率的减小，从而使其高倍率放电性能有所降低.     

镍纤维管改善锂硫电池性能

为了改善锂硫电池的比容量和循环稳定性等电化学性能,以聚丙烯腈纤维为基体,采用无钯活化化学镀法在其表面镀一层镍,制备得到复合纤维.通过热处理去除复合纤维中的聚丙烯腈,得到氧化镍中空纤维,然后在氢等离子体气氛中对氧化镍中空纤维进行还原制备中空镍纤维管,并以它作为锂硫电池正极材料活性物质的承载体,制备含镍纤维管的硫电极来改善锂硫电池的电化学性能.采用扫描电子显微镜和X射线能谱仪表征镍纤维管的表面形貌和成分,结果表明:所制备的纤维管主要是镍,但含有少量的磷,可能是镀液中次磷酸盐中的磷元素被还原,且管径为10～15μm,管壁厚度均匀,约0.7μm.采用恒流充放电和交流阻抗谱对含镍纤维管硫电极的电化学性能进行表征,结果表明:添加镍的纤维管能够增强锂硫电池的电化学性能,在充放电电流密度为每平方厘米0.2mA的条件下,镍纤维管增强硫电极的首次放电比容量为941.6mAh/g,20次循环后的放电比容量仍保持在593.3mAh/g,表现出较高的放电比容量和良好的循环稳定性.     

锂离子电池中电沉积锡镍合金电极的嵌锂性能

为获得具有更高比容量的锂离子电池负极材料,通过电沉积方法制备了Sn—Ni合金电极．对合金镀层组成与形貌进行了表征,测试了电极的电化学性能．电沉积Sn—Ni合金电极是Ni,Sn2和Sn复合电极,电极中Sn与Ni的摩尔比为1：1．15,电极首次放电容量可达500mAh／g,库仑效率88％,前10次循环库仑效率都在98％以上,50次循环时放电容量仍可达350mAh／g,库仑效率在94％以上．循环伏安和微分容量曲线都表明,多次循环后的电极完全表现出电沉积Sn电极的特征．扫描电镜照片表明,循环后的Sn—Ni合金电极发生了严重的膨胀和破裂．     

La2Ca2Mg2Ni13-xCox贮氢合金的相结构和电化学性能

研究元素Co部分替代Ni对La2Ca2Mg2Ni13合金相结构和电化学性能的影响。结果表明,La2Ca2Mg2Ni13-xCox（x=0,0．25,0．5,0．75和1．0）系列合金主要由PuNi3型结构的（La,Ca,Mg）（Ni,Co）,相和CaCu5型结构的（La,Ca）（Ni,Co）,相组成,随合金中Co替代量x的增加,PuNi3型主相的含量先增加后降低。当x=0．75时,合金具有最高的放电容量360mA·h/g,并具有较好的循环稳定性。     

价电子结构与合金元素对NiAI力学性能的影响

运用固体与分子经验电子理论,计算了添加几种常用合金元素M（M—Cr,Mn,Fe,Co,Cu）的合金（NiM）Al相空间价电子结构,并采用相结构因子nA、pv^L表征和评判了合金元素M对NiA1金属间化合物塑性和硬度的影响。研究结果表明,采用宏合金化的方法虽然可以提高合金的硬度,却降低了合金的塑性。合金化后NiA1硬度增加的次序为（Ni0.875Mn0．125）Al〉（Ni0．875Co0．125）Al〉（Ni0．875 Fe0．125）Al〉（Ni0．875Cr0．125）Al〉（Ni0.875 Cu0.125）Al〉NiA1,塑性降低次序则与硬度增加次序相反。     

La1-x Cex Ni3．54 CO0．78 Mn0．35 A10．32贮氢合金相结构和电化学性能的研究

采用真空电弧熔炼和热处理方法制备了La1-x Cex Ni3．54 CO0．78 Mn0．35 A10．32（x=0．1,0．2,0．3,0．4,0．5,0．6）贮氢合金．x射线衍射（XRD）分析表明,合金含有单-CaCu5型六方结构相．电化学性能测试表明,随着x的增加,合金的最大放电容量从348．1mAh／g（x=0．1）单调地减小到310．1mAh／g（x=0．6）;HRD1200先从28．6％（x=0．1）增加到65．4％（x=0．5）然后降低到60．1％（x=0．6）,归因于合金表面的电催化活性和合金体内氢原子扩散速率均随z的增大先增大后减小．     

合金元素对钢基复合材料组织和性能的影响

研究了Si,Mn合金元素加入量对自生TiC颗粒增强的钢基复合材料的组织和性能的影响．结果表明,在自生TiC颗粒增强钢基复合材料中,随着Si,Mn合金化元素的升高,复合材料基体组织将经历从单相珠光体到珠光体马氏体,再到单相马氏体的变化过程．相应地,复合材料铸态硬度从单相珠光体的HRC43．1变化到单相马氏体的HRC55．Si,Mn合金化元素的含量对热处理态复合材料的硬度也有明显影响,但对冲击韧性影响不大。