新型复合材料Mg/MWNTs的储放氢性能

通过在加氢气氛下高能球磨，制成了新型复合材料Mg／MWNTs。利用XRD，TEM—SAED等手段对该材料进行了微结构分析。采用储放氢实验装置测试了Mg／MWNTs—H2体系的PCT放氢曲线和放氢动力学性能。研究发现：复合材料Mg／MWNTs在2．0MPa氢压时，373，473，553和598K温度下，最大储氢量(质量分数)分别为0．41％，3．37％，5．70％和6．25％；复合材料Mg／MWNTs氢化物的焓变和熵变的绝对值均低于纯Mg，分别降低了10．51％和3．50％；与纳米晶Mg氢化物相比，复合材料Mg／MWNTs不仅最大储氢量显著增加，而且放氢动力学性能也明显改善。     

Mo含量对(VFe)48Ti26Cr26-xMox(0≤x≤5)合金吸放氢性能的影响

系统研究了(VFe)48Ti26Cr26-xMox(0≤x≤5)合金吸放氢性能及微观组织结构.XRD及PCT测试结果表明,随着Mo含量增加,合金的晶格常数增大,放氢平台压升高,吸放氢量在Mo含量0≤x≤2范围内不出现显著变化,且有效放氢量(质量分数)均能保持在2％以上.当Mo含量为1 at％时,合金吸放氢量均达到最大值,吸氢量为3.59％,放氢量为2.08％,室温下的放氢平台压为0.337 MPa.SEM与EDS分析表明,不同Mo含量的合金均由bcc主相、Laves相及稀土氧化物相组成,且Mo主要存在于合金的bcc主相中,而在Laves相中分布相对较少.     

Zr替代Ti对Ti19．5V40Mn16．2Cr9．8Ni14．5合金的影响Ⅱ：电化学性能

在对合金微观结构和储氢性能研究的基础上，详细考察了少量Zr取代Ti对Ti19．5V40Mn16．2Cr9．8Ni14．5合金电化学性能的影响。通过观察电极的充放电行为，并结合EIS及多种极化曲线的分析结果，发现少量Zr对Ti的取代能够显著提高合金电极的实际电化学容量和循环稳定性，而且还能在一定程度上改善合金的电极动力学性能。对于这些性能的改善，从合金微观结构方面进行了解释。     

Ti—Cr—V—Mn合金的吸氢性能

近年来具有大贮氢容量材料的开发日益受到重视 ,吸氢容量可达 3% (质量 )以上的Ｔｉ3Ａｌ便是其中之一。但是Ｔｉ3ＡｌＨｘ 过分稳定 ,也就是说为其实用化的放氢温度太高。因此 ,降低这类合金的放氢温度就显得非常重要 ,近年来许多研究者研究了一些替代元素对于Ｔｉ75-ｘＡｌ2     

Ti1.2Fe＋x%Mg（x=1,3,5）合金的贮氢特性

在TiFe合金中添加少量的IIA族轻金属元素Mg，并且使Ti侧过化学计量，组织Ti1.2F3 x%（质量分数，下同）Mg（x=1,3,5)试验合金，研究了该系列合金的储氢特性。结果表明，Ti1.2F3 3%Mg和Ti1.2F3 5%Mg合金在室温下，经2次吸放氢操作即能完全活化，前者的储氢量为213ml/g，且具有较小的压力滞后和平台斜率，适合作为内氢燃料电池氢源储氢材料。X射线分析发现，所有试验合金的主相均为TiFe相，而合金显微组织显示，Mg以弥散颗粒分布于合金基体，并讨论了Mg的添加和Ti过量对合金活化性能和储氢容量的影响机制。     

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。     

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。     

Mgl．7M0．3（M＝Mg，Ti，Al）Ni贮氢合金结构及性能研究

采用固态烧结法制备了Mg1．7M0．3(M＝Mg、Ti、A1)Ni贮氢合金，X射线衍射分析结果表明，适当提高烧结温度有利于Mg2Ni相的形成；Ti对Mg的取代未引起合金相结构的明显变化，而A1取代Mg除有Mg2Ni相外，还有一呈立方晶体结构的新相生成。Ti、A1对Mg的取代，不仅提高了Mg2Ni合金的放电容量，同时也提高了合金的循环寿命。     

Ti3B4表面修饰对Mg45Ti3V2Ni50合金电极循环稳定性的影响

用机械合金化法合成不同组成的Ti-B系列的复合物与Mg45Ti3V2Ni50储氢合金.探索Ti、B复合修饰对Mg45Ti3V2Ni50合金循环稳定性的影响,筛选出对Mg45Ti3V2Ni50合金电极综合修饰效果较好的Ti3B4.将Ti3B4以不同质量比对Mg45Ti3V2Ni50合金电极球磨修饰.结果表明:不同比例的修饰,对储氢合金电极循环稳定性的提高程度不同,持久性不同,Ti与B复合修饰提高镁基储氢合金的循环寿命存在一个最佳组成和最佳比例.     

TiMn0.85Cr0.35V0.3合金的活化和吸放氢性能

讨论了TiMn0.85Cr0.35V0.3合金的活化性能和吸放氢性能。活化性能的结果表明：合金表面氧化层的形成是影响合金活化的重要因素。空气中暴露30d的TiMn0.85Cr0.35V0.3合金粉,在P=1MPa,r=293K下,经几次活化循环后即可基本完全活化。PCT结果表明：退火处理可明显改善该合金的储氢性能。在1223K下退火6h的该合金在273K时的有效放氢量Ce、吸氢平台压力Pa和放氢平台压力Pd分别为1．55％(质量分数)、0．141MPa和0．112MPa。符合作为燃料电池供氢源的应用要求。     

低活化Fe36.41Cr28.06V35.53单相中熵合金的组织演化及性能研究

材料是核聚变堆应用的瓶颈问题之一。本文根据核聚变堆领域的要求使用低活化材料以及考虑到未来工程应用需要降低成本,选用低活化、低成本的Fe、Cr、V元素,依据最小吉布斯自由能准则设计出非等原子比Fe36.41Cr28.06V35.53单相中熵合金。采用真空熔炼的方法制备出该合金,并对其进行适当的热机处理。发现非等比Fe36.41Cr28.06V35.53合金在不同热机处理过程中没有发生相变,均为单相bcc固溶体,说明该合金相结构非常稳定。同时也与依据最小吉布斯自由能准则设计的结果吻合得非常好。Fe36.41Cr28.06V35.53合金的硬度高于传统耐热合金,在不同热机加工状态下合金的压缩塑性均大于50%,实现了强度和塑性的良好配合。在压缩变形过程中,由于偏析元素与位错的相互作用,合金的压缩应力—应变曲线出现锯齿流变行为。对Fe36.41Cr28.06V35.53合金进行了详细的微观组织表征,解释了该合金性能优异的微观机制。     

Fe/Cr比对Zr(Fe,Cr)2吸氢性能的影响

参照锆合金中的第二相成分,熔炼2种不同Fe/Cr比的Zr(Fe,Cr)2(Fe/Cr=2和0.5)和ZrCr2(Fe/Cr=0)3种试验合金,对它们进行压力-成分-温度(P-C-T)测试和吸放氢动力学测试。同时用XRD对360℃吸氢前后的样品进行物相分析。实验结果表明,这3种合金在50,200,360℃3个温度下,均有吸氢量随Fe/Cr比值的降低而增加的现象。另外,在360℃,4MPa氢气气氛中测试时,这3种不同合金的可逆吸放氢量和吸放氢速度随Fe/Cr比的降低而增加。XRD测试表明,在360℃吸氢后并没有氢化物生成。     

Ti6Al4V合金微弧氧化/Cr2O3复合膜的生长特征与摩擦学性能

在电解液中加入Cr2O3微粒,以共生沉积方式在Ti6Al4V表面制备微弧氧化/Cr2O3复合膜。利用SEM、XRD、EDS等研究复合膜的生长规律及Cr2O3微粒的沉积方式,通过摩擦试验分析不同生长阶段的复合膜的摩擦磨损性能。结果表明:在0~30min内,复合膜呈近线性增长,之后生长速率明显变缓,膜层表面也出现了大块Cr2O3团聚体。复合膜主要由金红石TiO2、锐钛矿TiO2及Cr2O3相组成。随氧化时间的延长,锐钛矿TiO2逐渐减少,金红石TiO2含量先增加后趋于稳定,而Cr2O3的衍射峰一直增强,复合膜的耐磨性也先增后降;氧化20min时,复合膜的耐磨性最好,摩擦系数最小,仅为0.05~0.2。在微弧氧化过程中,Cr2O3微粒或直接吸附在熔融态的氧化膜表面,或被捕捉、锁定到氧化膜的表面微孔中;也有部分Cr2O3微粒被高温放电产生的熔融物裹覆并一起遇冷凝固到氧化膜中。     

The Structure and Mechanical Properties of Cr4Mo4V Steel Treated by PIII Carbonitriding

The composition and structure of PIII(plasma immersion ion implantation)carbonitrided Cr4Mo4V steel were analyzed using X-ray photoelectron spectroscopy(XPS),X-ray diffraction(XRD),optical microscopy(OM)and SEM.The results indicate that the nitride and carbide are dispersion phase precipitation and except formation of compound other implantation atoms dissolve into martensite matrix.The total concentration of carbon and nitrogen is about 30 at%near the surface,and still keeps at about 20 at%even at the depth of 8μm.The effect of treatment temperature,implantation time and ratio of N2 to CH4 on the hardness and wear resistance of carbonitrided layer are investigated.It is found that the hardness of Cr4Mo4V steel increases after treatment.The highest hardness of samples is 22.3 GPa,which is about 1.8 times than initial steel.The dry-wear resistance of the samples is also improved after treatment,and the sample with higher hardness shows the better wear resistance.     

Zr57V36Fe7合金的微结构及活化与吸氢性能

研究了Zr57V36Fe7合金的微观组织及相结构,合金吸氢前微观组织由板条状的固溶体晶粒和不规则的类层片状共晶组织组成,主要吸氢相为ZrV2与α-Zr相,吸氢后生成ZrH1.801和V16Zr8H36.29两种主相。测试了合金的活化性能,在723 K,1 h条件下真空加热后,再经过一次吸氢循环,合金达到最佳活化效果。采用定容法测试了合金吸氢P-C-T（Pressure Composition Temperature）性能,合金有较宽且平坦的吸氢平台,采用范特霍夫方程外推室温平衡压达到10-8 Pa量级。     

Influence of Oxygen Content on Microstructure and Electrochemical Properties of V2-xTi0.5Cr0.5NiOx (x=0~0.35) Hydrogen Storage Alloys

为了提高V基固溶体贮氢合金的充放电循环稳定性能,研究了O含量对V2-xTi0.5Cr0.5NiOx (x=0~0.35)合金的组织结构和电化学性能的影响。组织结构分析表明,当没有添加O时,合金主要由bcc结构的V基固溶体相和TiNi相组成,随着O含量的增加,合金中出现了Ti4Ni2O新相。电化学测试表明,随着O含量的增加合金电极的最大放电容量有所降低,从x=0时的366.8 mAh/g降低到 x=0.35时的225.3 mAh/g,而较少氧含量时,合金电极的循环稳定性能明显得到了改善,从x=0时的69.9%增大到 x=0.2时的83.7%,而后又降低到76.9%（x=0.35）。电化学动力学分析结果表明,合金的高倍率放电性能,交换电流密度和氢的扩散系数均随着O含量的增加先增加而后减小。     

不同热处理对W18Cr4V钢组织和性能的影响

本文研究了四种不同的热处理工艺,即正常淬火加回火、等温淬火加回火,变温淬火加回火和双等揾淬火加回火对W18Cr4V钢的组织和性能的影响。结果表明,W18Cr4V钢经变温淬火和双等温淬火处理的冲击韧性a_k值、小能量多冲抗力、抗弯强度和耐磨性都比正常淬火的高。据此W18Cr4V钢采用变温淬火或双等温淬火工艺处理后其强韧性配合较好,用来制作冷作模具,可使寿命提高。