多相Rietveld分析法研究锆基伪二元储氢合金ZrM_2（M＝Ni，Mn，Cr，V）的相结构

多相Ｒｉｅｔｖｅｌｄ分析发现，伪二元ＺｒＭ_２（Ｍ＝Ｎｉ_（１．３０），Ｍｎ_（０．６０），Ｃｒ_（０．２５），Ｖ_（０．０５））合金由Ｃ１４，Ｃ１５ＡＢ_２型Ｌａｖｅｓ相和Ｚｒ_７Ｍ_（１０），Ｚｒ_９Ｍ_（１１），ＺｒＮ组成，各相丰度顺序为ＺｒＭ_２（Ｃ１５）＞Ｚｒ_７Ｍ_（１０）＞ＺｒＭ_２（Ｃ１４）＞Ｚｒ_９Ｍ_（１１）＞ＺｒＮ．主相Ｃ１５型ＺｒＭ_２的Ａ位存在非化学计量缺位．Ｚｒ_７Ｍ_（１０），Ｚｒ_９Ｍ_（１１）与Ｚｒ_７Ｎｉ_（１０），Ｚｒ_９Ｎｉ_（１１）是同晶型结构的金属间化合物．     

Zr—Mn—V—Ni储氢电极合金中Zr—Ni相形成及其晶体结构研究

Ｚｒ（Ｍｎ０．４５－ｘＮｉ０．５５Ｖｘ）２（ｘ＝０．０５～０．４０）Ｌａｖｅｓ相储氢合金中的Ｚｒ－Ｎｉ相类型主要有ＺｒＮｉ和Ｚｒ９Ｎｉ１１相。ＺｒＮｉ１１相在整个研究的成分范围内出现,而 ＺｒＮｉ相仅在ｘ＝０．２０－０．４０范围内出现。Ｚｒ９Ｎｉ１１相的含量与合金中的 Ｍｎ、Ｖ含量关系不大,而ＺｒＮｉ相的含量随合金中的Ｍｎ、Ｖ含量变化呈增加趋势。Ｚｒ９Ｎｉ１１和ＺｒＮｉ相的晶格常数随合金中的Ｍｎ、Ｖ含量变化而出现波动。Ｚｒ９Ｎｉ１１相为长程有序结构,有序堆垛方向为［１００］和［０１０］,同时ＺｒＮｉ１１相基本上被包围在Ｃ１５相中间,并与Ｃ１５相存在一定取向关系,Ｚｒ９Ｎｉ１１相的＜１１１＞晶向与Ｃ１５相的＜１１０＞晶向基本平行,两者的差值在２°～３°之间。     

ZrMn0.9—xVxNi1.1（x=0.1—0.8）Laves相贮氢合金的电化学性能

研究了ＡＢ２型锆基Ｌａｖｅｓ相贮氢合金ＺｒＭｎ０．９－ｘＶｘＮｉ１．１（ｘ＝０．１～０．８）的晶体结构及其电化学性能。研究表明，ＺｒＭｎＶＮｉ合金为多相组织，当Ｍｎ含量较高时，合金的主相为Ｃ１５型Ｌａｖｅｓ相结构；随着Ｖ含量增加，合金中Ｃ１４型Ｌａｖｅｓ相的含量逐渐增加；合金的主相结构与电子浓度有关。Ｍｎ、Ｖ含量影响Ｌａｖｅｓ相合金中的不同类型四面体间隙数目及合金热力学和电化学性能。当合金中的Ｖ／（Ｍｎ＋Ｖ）比率在２／９～４／９范围内，合金表现出较好的综合电化学性能。ＺｒＭｎ０．５Ｖ０．４Ｎｉ１．１合金的最高容量为３４２ｍＡｈ／ｇ，高倍率放电能力为Ｃ２００／（Ｃ２００＋Ｃ５０）＝７５％，经１００次１００％ＤＯＤ充放电循环后，容量保持率为８５％左右。     

Zr—Mn—Ni系Laves相贮氢合金中的Zr—Ni相及其晶体结构研究

采用Ｘ射线粉末衍射和Ｒｉｅｔｖｅｌｄ全谱拟事分析,详细地研究了Ｚｒ（Ｍｎ１－ｘＮｉｘ）２（ｘ＝０．４０～０．７５）三元Ｌａｖｅｓ相贮氢合金中形成Ｚｒ－Ｎｉ相的类型及其晶体结构。实验结果表明：Ｚｒ－Ｍｎ－Ｎｉ合金中出现的Ｚ４－Ｍｎ－Ｎｉ合金中出现的Ｚｒ－Ｎｉ相包括ＺｒＮｉ、Ｚｒ９Ｎｉ１１和Ｚｒ７Ｎｉ１０３类,ｒ－Ｎｉ相类型与合金中的Ｎｉ含量有关。其中,ＺｒＮｉ相在ｘ＝０．４０～０．５０范围内出现,Ｚ     

Ni_3Al－Cr－Zr－B－Mg合金的高温晶界脆性SCIEI

应用电镜及Ｘ线衍射技术，研究了高温下Ｎｉ_（７５）Ａｌ_（１６．６）Ｃｒ_（７．８４）Ｚｒ_（０．４５）Ｂ_（０．１）Ｍｇ_（０．０１）合金晶界失效行为。经１１８０℃保温，由于偏聚晶界区Ｍｇ含量（ａｔ．－％）达１５－１９。同时Ｚｒ含量（ａｔ，－％）明显增大可达２８－３３；并观察到局部晶界共晶熔化现象。通过１０００℃固溶及变温热循环处理，合金中晶内出现ＣｒＮ相沉淀，沿晶界有Ｃｒ２（Ｃ，Ｎ）相析出。     

Ni_3Al－Cr－Zr－B－Mg合金的高温晶界脆性

应用电镜及Ｘ线衍射技术，研究了高温下Ｎｉ_（７５）Ａｌ_（１６．６）Ｃｒ_（７．８４）Ｚｒ_（０．４５）Ｂ_（０．１）Ｍｇ_（０．０１）合金晶界失效行为。经１１８０℃保温，由于偏聚晶界区Ｍｇ含量（ａｔ．－％）达１５－１９。同时Ｚｒ含量（ａｔ，－％）明显增大可达２８－３３；并观察到局部晶界共晶熔化现象。通过１０００℃固溶及变温热循环处理，合金中晶内出现ＣｒＮ相沉淀，沿晶界有Ｃｒ２（Ｃ，Ｎ）相析出。     

快凝合金Zr（Ni0.55Mn0.3V0.1Cr0.05）2.1的相结构与储氢性能

在快冷（冷却速度１０＾５－１０＾６Ｋ／ｓ）Ｚｒ（Ｎｉ０．５５Ｍｎ０．３Ｖ０．１Ｃｒ０．０５）２．１合金中观察到一种高温条件下丰碑 纳米晶Ｃ１４Ｌａｖｅｓ相,其丰度随冷凝速度下降明显减少。     

Zr65Al7.5Cu17.5Ni10大块非晶态合金的制备及晶化过程

采用直接水淬法成功制备直径５ｍｍ球状Ｚｒ６５Ａｌ７．５Ｃｕ１７．５Ｎｉ１０大块非晶态合金。Ｘ射线衍射、透射电镜检验证明样品完全为非晶态。采用Ｘ射线衍射、差示扫描热分析仪（ＤＳＣ）分析了Ｚｒ６５Ａｌ７．５Ｃｕ１７．５Ｎｉ１０非晶态合金的晶化过程,利用Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ方程求得Ｚｒ６５Ａｌ７．５Ｃｕ１７．５Ｎｉ１０非晶合金的晶化表观激活能。Ｘ射线衍射实验结果表明,Ｚｒ６５Ａｌ７．５Ｃｕ１７．５Ｎｉ１０非晶态合金的晶化是按下面的次序进行的,非晶态合金→体心立方晶相Ｚｒ２（Ｎｉ,Ａｌ）＋非晶相→体心立方相Ｚｒ２（Ｎｉ,Ａｌ）＋体心立方相Ｚｒ２（Ｃｕ,Ａｌ）。     

ZrM2（M=Mn,V,Ni）相贮氢合金的相组成

本文采用Ｘ射线衍射Ｒｉｅｔｖｅｌｄ全谱拟合分析研究了ＡＢ２型Ｌａｖｅｓ相贮氢合金Ｚｒ（Ｍｎ０．４５－ｘＶｘＮｉ０．５５）２（ｘ＝０．１０－０．４０）的相组成和相含量。     

氧含量及过热度对铸态Zr_(52.5)Cu_(17.9)Ni_(14.6)Al_(10)Ti_5大体积玻璃合金微观组织结构及力学性能的影响

利用射流成型法制备了厚度为２ｍｍ的Ｚｒ５２．５Ｃｕ１７．９Ｎｉ１４．６Ａｌ１０Ｔｉ５金属玻璃薄板,通过控制氧含量和过热度来改变 玻璃薄板中淬态结晶相的体积分数。研究表明：低的氧含量水平和高的过热度有利于提高该合金的玻璃形成能力,形 成完全非晶的合金;完全非晶的 ２ｍｍＺｒ５２．５Ｃｕ１７．９Ｎｉ１４．６Ａｌ１０Ｔｉ５大体积金属玻璃薄板其断裂应力为 １７１０ＭＰＳ,弹性模量为 ８０ＧＰａ,弹塑性为２．２％。提高合金中的氧含量水平或者降低熔体过热度都有利于结晶相析出。基体中出现２％和６％的结晶相时,断裂应力分别降为１５８ＭＰａ和１２２０ＭＰａ．淬态结晶相的析出改变了Ｚｒ５２．５Ｃｕ１７．９Ｎｉ１４．６Ａｌ１０Ｔｉ５大体积金属玻 璃剪切流变的变形方式,使材料脆断。     

Zr55Al10Ni5Cu30合金熔体与不锈钢的润湿行为

用座滴法研究了Zr55Al10Ni5Cu30合金熔体与不锈钢基片在连续升温和不同温度下保温20 min的润湿动力学,用扫描电镜观察了润湿冷凝样品的界面形貌,用能谱分析、X射线衍射等研究了界面反应,分析了Zr55-Al10Ni5Cu30与不锈钢基片之间的扩散和界面问题.结果表明:随着温度的升高,Zr55Al10Ni5Cu30与不锈钢基片之间的润湿角减小,润湿半径增大;1 223,1 273 K时等温润湿动力学分3个阶段:孕育阶段、准稳态减小阶段和趋于平衡阶段,温度高于1 323 K时润湿只有趋于平衡阶段;Zr55Al10Ni5Cu30合金与不锈钢之间的润湿为反应控制型润湿,界面处有明显的扩散层和界面反应层;合金熔体一侧含熔体与不锈钢反应生成的Cr2Zr,界面处含反应生成的Al5Cr;在制备Zr55Al10Ni5Cu30/不锈钢非晶复合材料时必须合理选择制备工艺,严格、控制界面反应.     

Zr65Al7.5Ni10Cu17.5和Zr65Al10Ni10Cu15合金的非晶和晶态薄带吸氢行为研究

研究两种不同成分具有较大过冷液相区的四元合金Zr65Al7.5Ni10Cu17.5和Zr65Al10Ni10Cu15，非晶和晶态薄带吸氢行为，结果表qt两种薄带的吸氢量均随着温度的升高而增大，非晶薄带的吸氢量要小于同等条件下的晶态薄带的吸氢量且只有在673K吸氢后形成了氢化物，Zr65Al7.5Ni10Cu17.5非晶和晶态薄带吸氢后分别生成了Zr2NiH4.7和ZrH2；而Zr65Al10Ni10Cu15非晶和晶态两种薄带最后生成的氢化物同为ZrH2。     

元素Ti对贮氢合金ZrMn0．7V0．2CO0．1Ni1．2相结构和电化学性能的影响

研究了元素Ti对贮氢电极合金ZrMn0.7V0.2Co0.1Ni1.2的相结构、相组成以及电化学性能的影响。结果表明，对于合金Zr1-xTix(Mn0.7V0.2Co0.1Ni1.2)，其母体合金的主相为C15型Laves相，并含有少量的非Laves相Zr7M10；但随着掺Ti量的增加，合金中出现C14型Laves相，而且其含量逐渐增加；在x=0．1～0．2时，合金中还出现少量的TiNi相，而在x=0．4～0．5时，非Laves相Zr7M10和TiNi相全部消失，说明元素Ti大量的掺杂抑制了第二相的产生：而且随着Ti含量的增加，合金中的C15型和C14型Laves相的晶格常数逐渐减小。电化学测试结果发现，当含Ti量x=0．2时，合金有最大放电容量Cmax为354mAh／g，在放电电流为300mAh／g条件下，高倍率放电性能比母体合金提高了15％。     

Synergistic effect between Laves phase and Zr Ni phases in Zr(MnVNi)_2 hydrogen storage alloys

１　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅＡＢ２ｔｙｐｅＺｒｂａｓｅｄＬａｖｅｓｐｈａｓｅｈｙｄｒｏｇｅｎｓｔｏｒａｇｅａｌｌｏｙｓｈａｖｅｂｅｅｎｓｔｕｄｉｅｄｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙｄｕｅｔｏｔｈｅｉｒｈｉｇｈｃａｐａｃｉｔｙ，ｌｏｎｇｃｙｃｌｅｌｉｆｅｔｉｍｅａｎｄｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｔｏｂｅｃｏｍｅａｐｒｏｍｉｓｉｎｇｃａｎｄｉｄａｔｅｆｏｒＡＢ５ｔｙｐｅａｌｌｏｙｓｉｎＮｉＭＨｂａｔｔｅｒｉｅｓ［１，２］．ＵｎｌｉｋｅｔｈｅｃｏｍｍｏｎＡＢ５ｔｙｐｅｈｙｄｒｏｇｅｎｓｔｏｒａｇ…     

稀土Gd掺杂对锆基块体非晶合金玻璃形成能力及力学性能的影响

适量的Gd掺杂可提高Zr50.7Cu28Ni9Al12.3块体非晶合金的玻璃形成能力,当Gd元素掺杂量(原子分数)为1%时,即(Zrs0.7Cu28Ni9Al12.3)99Gd1,柱状非晶合金直径可达16 mm(不掺杂时为14 mm).稀土Gd掺杂降低了锆基块体非晶合金的断裂强度与塑性变形能力.随着Gd含量的增加,其断裂方式由单一的剪切断裂转变为剪切断裂与破碎断裂的复合形式,且含Gd元素掺杂的非晶合金断口呈现了脉状纹络与纳米周期性条纹共存的特征.     

Synergistic effect between Laves phase and Zr-Ni phases in Zr(MnVNi)2 hydrogen storage alloys

The effect of annealing treatment on the crystal structure and electrochemical properties of Zr(Mn_0.25V_0.20Ni_0.55)₂ and Zr(Mn_0.05V_0.40Ni_0.55)₂ hydrogen storage alloys was investigated by means of XRD analysis and electrochemical tests. The results of XRD analysis showed that the as-cast alloys consist of C15, C14 type Laves phase and Zr₉Ni₁₁ and ZrNi phases. The composition of alloys homogenized after annealing treatment. The C15 type Laves phase is still stable while the Zr₉Ni₁₁ and ZrNi phases decompose and C14 phase disappears partially. The final stable structure of the alloys was a mixture phase of C15 and C14 type Laves phases. The results of the electrochemical tests showed that the discharge capacity and the properties of activation as well as high-rate dischargeability are all decreased after annealing treatment. The exchange current density decreases in some degree too.     

合金化对ZrMn2基Laves相贮氢合金相组成的影响

研究了Ni、V、Cr、Co、Fe、Cu和Ti等合金化元素取代ZrMn2 基Laves相贮氢合金的B侧或A侧对合金相组成的影响。结果表明 ,采用不同的元素对A侧或B侧进行部分取代 ,将引起ZrMn2 基合金相组成的变化。采用Ni取代Mn后 ,ZrMn2 合金的主相结构转变为C15型Laves相 ,表明Ni为C15相稳定元素。对Zr Mn Ni三元合金 ,V为C14相稳定元素 ,而Co、Fe、Cu则为C15相稳定元素。取代量较少时 ,Cr为C15相稳定元素 ,取代量增加时 ,C15相稳定作用减弱。Ti元素为C14相稳定元素 ,Ti对Zr的部分取代将导致合金主相结构转变为C14型Laves相。合金化元素对ZrMn2 合金的相组成的影响与元素的电子浓度和原子尺寸不同有关