La0.6Nd0.4Ni4.8Mn0.2M0.1(M=Cu,Zr)合金的贮氢性能研究

系统研究了非化学计量比合金La0.6Nd0.4Ni4.8Mn0.2M0.1(M=Cu,Zr)的贮氢性能.结果表明,添加Cu能提高合金的平台压力,减轻滞后效应:而添加Zr能够有效提高合金的动力学性能和抗粉化性能,降低平台压力.但Cu和Zr的添加使贮氢容量有所降低.研究表明,XRD(111)主峰半高宽FWHM值及晶格常数a/c值与合金的滞后因子有相同的变化趋势,平台压力、吸氢焓变与晶胞参数a有很好的线性关系.     

Mn含量对(V60Ti22.4Cr5.6Fe12)100-xMnx(0≤x≤3)合金吸放氢性能的影响

系统研究了采用FeV80中间合金制备的低成本(V60Ti22.4Cr5.6Fe12)100-x Mnx(0≤x≤3)合金的吸放氢性能及微观组织结构。XRD及PCT测试结果表明,随着Mn含量的增加,合金的晶格常数减小,放氢平台压先升高后降低;吸氢量随Mn含量的增加不断降低,而Mn含量的增加对放氢量没有显著影响。当Mn含量为2.5 at%时,合金室温下的放氢平台压达到最大值0.14 MPa,吸氢量为3.64%(质量分数,下同),放氢量为2.00%。SEM及EDS分析表明,不同Mn含量的合金均由bcc主相、富钛二相及稀土氧化物相组成,且Mn主要存在于合金的bcc主相中,而在富钛二相中分布相对较少。     

Enhanced Hydriding and Dehydriding Kinetics of as-Spun Nanocrystalline Mg2Ni-Type Alloy Substituting Ni with Cu

为了改善Mg2Ni型合金的吸放氢动力学性能,用Cu部分替代合金中的Ni。用快淬工艺制备了纳米晶Mg2Ni1-xCux(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)贮氢合金,用XRD、SEM、HRTEM分析了铸态及快淬态合金的微观结构;用自动控制的Sieverts设备测试了合金的吸放氢动力学性能。结果表明,快淬态合金具有纳米晶结构,Cu替代Ni不改变合金的主相Mg2Ni,但导致形成第二相Mg2Cu。随Cu含量的增加,合金的吸氢量先增加而后减小,但合金的放氢量随Cu含量的增加而单调增加。快淬显著提高合金的吸放氢量并改善合金的吸放氢动力学。     

TiV1．35Cr1．35-x．Mnx（x=0～0．45）合金的相结构及储氢特性

系统研究了TiV1．35Cr1．35-x．Mnx（x=0,0．15,0．25,0.35,0．45)合金的相结构及储氢性能。XRD分析表明,所有合金均为体心立方(b.c.c．)结构的单一固溶体相,其晶胞常数随Mn含量的增加而逐渐减小。储氢性能测试表明,用Mn部分取代Cr后,合金的活化性能变差,25℃最大吸氢量有所下降,但合金的吸放氢压力滞后减小,放氢压力平台变得平坦,100℃有效放氢量和放氢率也随着Mn含量的增加先升后降,并在x=0.35时达到最大值。     

碳对TiMn1.25CF0.25合金储氢行为的影响

研究了碳对TiMn1.5Cr0.25合金的活化与吸放氢性能的影响.碳的添加改善了合金的活化性能.俄歇电子能谱深度剖析结果表明,碳的添加没有抑制合金表面氧化层的形成,但导致了合金表面的Mn/Ti比率接近于合金的基体成分,这可能是合金活化性能改善的原因之一.PCT测试结果表明,随着合金中碳含量的增加,合金的吸放氢平台压力上升,同时吸氢量有所下降,这是由于碳的添加导致合金晶格参数减小以及合金中TiC相形成所致.随着合金中碳含量的增加,TiM1.25Cr0.25合金的吸放氢循环衰减减少.     

元素取代和磁热处理对La0.67Mg0.33Ni3-xMx(M=Co,Cu)(x=0,0.5)合金贮氢性能的影响

研究了Co和Cu取代Ni以及磁热处理对La0.67Mg0.33Ni3-xMx(M=Co,Cu)(x=0,0.5)合金吸放氢反应热力学和动力学性能的影响。结果表明,Ni被Co和Cu元素部分替代后,合金的吸放氢量增大,放氢温度降低,吸放氢特征时间(tc)减小,吸放氢过程中的扩散活化能降低。磁热处理明显地提高了3种铸态合金的吸氢量,增大了吸放氢平台宽度,改善了合金的吸放氢动力学性能,其中磁热处理对La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5合金改性效果最好,吸放氢量分别为1.40%和1.32%(质量分数,下同),放氢峰所对应的温度为77.8℃,吸放氢特征时间"tc"为91.4和379.3s,吸放氢扩散活化能分别为16.3和23.3kJ/mol。     

Mg2Ni1-xCux (x=0, 0.2, 0.4)合金熔炼法加球磨处理后的储氢性能

采用熔炼法加球磨处理制备Mg2Ni1-xCux(x=0,0.2,0.4)合金。通过XRD和SEM/EDX对合金的相成分和微观组织进行分析。研究表明,3种合金中都有Mg2Ni相形成。随着Cu含量的增加,合金分别形成Mg2Cu相和Cu11Mg10Ni9相。PCT测量结果表明,Cu的添加可以改善合金的吸放氢性能。     

La1-xYxNi4.8Al0.2合金的储氢性能研究

本文系统地研究了Y元素对La1-xYxNi4.8Al0.2 (x=0.6,0.7,0.8)储氢合金的晶体结构、吸放氢热力学、动力学和抗粉化性能的影响.研究结果表明,合金为CaCu5型六方结构,随着Y含量的增加,晶格参数a和晶胞体积v减小,而c几乎不变,c/a线性增大.随着Y含量的增加,合金吸放氢平台压显著升高;吸氢量略有减少;吸放氢平台斜率变小;滞后系数先减小后略增大,并与XRD(111)峰的半高宽FWHM值的变化有着很好的对应关系;抗粉化性能略有提高.当Y含量x=0.7时,合金的吸放氢动力学综合性能最好.     

热处理温度对LaNi_(3.8)Al_(10)Mn_(0.2)合金储氢性能的影响（英文）

热处理(1173,1223,1273,1323 K)前后的LaNi_(3.8)Al_(1.0)Mn_(0.2)合金表明,该合金均由1个主相,3种第二相组成。热处理后第二相变小,分布更加弥散,第二相中LaNi_2变为LaNi相,晶胞参数和晶胞体积增大,活化性能变差,但吸放氢平台压降低,吸放氢平台的斜率和滞后变小,合金的吸氢速度显著变快,吸放氢焓变和吉布斯自由能的绝对值增大,而吸氢量未见明显变化。随着热处理温度的升高,晶胞参数和晶胞体积先增大后减小,吸放氢平台压先降低后升高,斜率先增大后减小,滞后先减小后增大,而焓变和自由能的绝对值先增大后减小,在1223 K分别达到最大和最小值,而热处理温度的升高使活化性能和动力学性能略有提升。     

热处理温度对LaNi3.8Al1Mn0.2合金储氢性能的影响

对热处理(1173K, 1223K, 1273K, 1323K)前后LaNi3.8Al1.0Mn0.2合金的研究表明,热处理前后合金均由一个主相,三种第二相组成。热处理后第二相后变小,分布更加弥散,第二相中LaNi2变为LaNi相,晶胞参数和晶胞体积增加,活化性能变差,但吸放氢平台压降低,吸放氢平台的斜率和滞后变小,合金的吸氢速度显著变快,吸放氢焓变和吉布斯自由能的绝对值增大,而吸氢量未见明显变化。随着热处理温度的升高,晶胞参数和晶胞体积先增大后减小,吸放氢平台压先降低后升高,斜率先增大后减小,滞后先减小后增大,而焓变和自由能的绝对值先增加后减小,在1223K分别达到最大和最小值,而热处理温度的升高使活化性能和动力学性能略有提升。     

Ni对V55Ti20．5Cr18．1Fe6．4合金吸放氢性能的影响

研究了用Ni元素取代一定量V对V55Ti20．5Cr18．1Fe6．4合金结构与性能的影响。结果表明，随Ni含量的增加，合金有效吸氢量先增大后减小，放氢压力增大，合金吸氢动力学性能也是先有所改善，而后又变差。添加0．1at％Ni有利于改善基体合金V55Ti20．5Cr18．1Fe6．4的吸放氢性能。用Ni元素取代V引起的晶胞体积的变化、放氢平台压力的升高以及杂质相的出现，是影响合金有效吸氢量和吸氢动力学性能的主要因素。     

Zr替代Ti对Ti19.5V40Mn16.2Cr9.8Ni14.5合金的影响Ⅰ:结构及储氢性能

为改善Ti-V基固溶体型储氢合金的电化学性能,使用少量的Zr部分取代Ti19.5V40Mn16.2Cr9.8Ni14.5合金中的Ti,并采用XRD,SEM以及PCT等测试手段研究替代前后合金微观结构和储氢性能的变化情况.通过XRD和SEM分析表明,(Ti1-xZrx)19.5V40Mn16.2Cr9.8Ni14.5(x=0,0.1,0.15,0.2,0.25,0.3)合金均是由Ti-V基BCC相和C14 Laves相组成.但Zr的部分替代明显增加了C14Laves相的含量,并使Ti-V基BCC相在减少的同时由树枝状变成了被C14Laves相包围的岛状.PCT曲线显示:随着Zr替代量的增加.合金的吸放氢平台不断下降,而合金的吸放氢量先有所增加后又逐渐减小.这说明适量提高C14 Laves相的含量对增加Ti-V基固溶体型储氢合金的吸放氢能力有一定的促进作用.     

混合稀土贮氢合金(Ml)_x(Ni_(3.8)Co_(0.75)Mn_(0.4)Ti_(0.05))相结构与性能的研究

对 (Ml) x(Ni3.8Co0 .75Mn Ti0 .0 5)合金 (x =0 .90～ 1 .1 0 )的相结构 ,热力学性能及合金电极的充放电性能进行了研究。结果表明 :在 x <1 .0 0的成分范围内 ,合金保持单一的 La Ni5相 ;当 x≥ 1 .0 0时 ,合金中析出多种第二相 ,且总量随 x的增加而增多。随着 x的增加 ,合金的晶胞体积及氢化物生成焓 (-ΔH )增大 ,吸放氢平台压力降低 ,宽度增加。合金的最大放电容量在 x =1 .0 0 时达到最大值 (30 7.7m Ah/g)。x <1 .0 0 合金的循环稳定性优于 x≥ 1 .0 0 合金。     

快淬Mg_2Ni型纳米晶合金的电化学及气态吸放氢性能(英文)

用快淬工艺制备了Mg2Ni型纳米晶合金,合金的成分为Mg20Ni10-xCux(x=0, 1, 2, 3, 4)。用XRD、SEM、HRTEM分析了铸态及快淬态合金的微观结构,采用程控电池测试仪测试了合金电极的电化学性能,并用自动控制的Sieverts设备测试了合金的吸放氢动力学性能。结果表明,所有的快淬态合金具有纳米晶结构,Cu替代Ni不改变合金的Mg2Ni型主相,但显著地改善了合金的电化学贮氢性能,包括放电容量和电化学循环稳定性。此外,合金的吸氢量随Cu含量的增加先上升后下降,而合金的放氢量随Cu含量的增加而增加。     

La0.8-xCexMg0.2Ni3.5(x=0~0.20)贮氢合金电极的低温放电性能

用冷坩埚磁悬浮熔炼炉制各La0.8-xCexMg0.2Ni3.5(x=0.0.05,0.10,0.15,0.20)贮氢电极合金,采用X射线衍射、三电极体系系统研究合金的微观结构和电化学性能.研究表明:合金为多相结构,主相均为Ce2Ni7型六方相,还包括Cacu5型六方相、PuNi3型菱方相;P-C-T曲线显示,随着Ce含最的增加,合金放氢平台区域变窄,平台压力升高.合金中各组成相单胞体积的减小是其主要原因.随着Ce含量的增加,合金常温最大放电容量逐渐减小并且循环稳定性有一定改善;低温最大放电容量则先增大后减小,合金的低温高倍率放电性能以及交换电流密度均随Ce含量的增加而增加,但氢扩散系数随着Ce含量的增加而减小.     

高锰MnNi(Cu)合金的伪弹性研究

利用压缩试验机对高锰含量的Mn Ni(Cu)合金进行压力加载试验,研究了锰含量、铜含量对Mn Ni(Cu)合金伪弹性性能的影响。结果表明:Mn Ni(Cu)合金均表现伪弹性;对Mn Ni二元合金(Mn85Ni15,Mn82.2Ni17.8,Mn80Ni20)随着Ni含量的增加,合金伪弹性得到提高;以Cu来置换部分的Ni,Mn Ni Cu合金(Mn82.2Ni15.8Cu2,Mn82.2Ni13.8Cu4)的伪弹性会得到提高,但在Mn Ni Cu三元合金中,Cu置换Ni的比例越大,合金的伪弹性并未发生明显改变;Mn82.2Ni17.8、Mn82.2Ni15.8Cu2及Mn82.2Ni13.8Cu4合金的回复率均可达85%以上。     

LaNixMn0.26Aly合金的吸放氢性能研究

对LaNixMn0.26Aly合金的储氢性能进行了研究。结果表明,与LaNi4.61Mn0.26Al0.13合金相比,LaNi4.5Mn0.26Al0.13合金的晶格常数和晶胞体积均变大,吸氢平台压力略有降低,放氢平台压力基本不变,滞后因子有所改善,储氢容量略有减少,氢化物生成焓绝对值变大,氢化物稳定性增加;对于LaNi4.4Mn0.26Al0.34合金,Al替代部分Ni使合金的晶格常数和晶胞体积变大,吸放氢平台压力明显降低,滞后因子明显改善,吸氢动力学性能显著提高,氢化物生成焓绝对值变大,氢化物更加稳定,但储氢容量有所减少。     

吸铸对钛钒铬基合金结构和贮氢性能的影响

研究了吸铸对钛钒铬基合金结构和贮氢性能的影响。结果表明：吸铸有利于钛钒铬基合金单一BCC结构固溶体相的形成，使合金相的点阵常数略有减小；吸铸使钛钒铬基合金的放氢压力平台的斜率因子Sf降低，平台压力略有降低，活化性能变差，还使合金吸氢量和放氢量均有提高；随着Cr含量的增加，合金放氢的平台压力逐渐升高，放氢量提高。     

La_(1-x)Y_xNi_(5-y)Al_y合金的储氢性能研究(英文)

从晶体结构、吸放氢性能和抗粉化性能的角度研究了La1-xYxNi5-yAly(x=0.6,0.7;y=0.1,0.2)金属氢化物合金用于高气压氢压缩机的可行性。XRD分析表明,合金都为CaCu5型六方结构,晶胞体积随着Y含量的增加而减小,随着Al含量的增加而变大。采用恒温体积法在20、30和40℃的实验条件下,对合金的吸放氢PCT曲线和吸氢动力学曲线进行了测定。结果表明,Y和Al能够有效地调节合金的吸放氢平台压,其中Y使合金的平台压升高,Al使合金的平台压降低,两种元素对LaNi5基合金的其它储氢性能没有明显的负面影响。分析表明,这些合金能够以"合金对"的形式应用于双级金属氢化物压缩机中,将室温下的2MPa的低压氢增压为35～40MPa的高压氢,放氢温度为135～155℃。     

退火对(La_(0.8)Nd_(0.2))_2Mg(Ni_(0.8-x)Co_(0.1)Mn_(0.1)Al_x)_9合金储氢性能的影响

(La0.8Nd0.2)2Mg(Ni0.8-xCo0.1Mn0.1Alx)9(x=0~0.15)系列合金经退火处理,合金电极具有较好的活化性能,经1~4次充放电循环就可达到最大放电容量,合金电极的最大放电容量Cmax得到提高,最大值为399.2 mA·h/g(x=0)。并随着Al替代量的增加,合金电极的吸放氢平台压降低,而吸氢滞后增大。同时,退火处理能明显改善合金电极的循环稳定性,经60次充放电循环后,合金电极的容量保持率(S60)最大值为76.7%(x=0.1)。