章应
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罗永春
,
王大辉
,
张法亮
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康家晨
,
闫如煦
功能材料
系统研究了LaMgNi3.7 M0.3(M=Ni、Al、Mn、Co、Sn、Cu)合金的组织结构和电化学性能.XRD和电子探针显微分析(EPMA)结果表明:该系列合金主相均为LaMgNi4相,其中含Mn、Cu和Co元素在LaMgNi4合金相中有一定的固溶度,LaMgNi3.7Sn0.3合金中的Sn元素主要以LaNiSn相析出;XRD全谱拟合分析表明:LaMgNi3.7Al0.3中Al元素主要占据在LaNi5相的3g位置.合金化元素在LaMgNi4相中的固溶度从大到小的顺序是Mn＞Cu＞Co＞Al＞Sn.电化学实验表明,该系列合金经1～3次循环即可活化,最大放电容量由245.2mAh/g(M=Sn)变化至293.2mAh/g(M=Co),但合金电极的循环稳定性均较差.合金电极的高倍率放电性能(HRD900%)从大到小依次为Al＞Sn＞Cu＞Mn＞Ni＞Co,其中氢原子在合金中的扩散对合金电极的高倍率放电性能起主要作用.
关键词:
贮氢合金
,
LaMgNi3.7M0.3合金
,
晶体结构
,
Rietveld方法
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电化学性能
王大辉
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罗永春
,
闫汝煦
,
兴长策
,
康龙
稀有金属材料与工程
采用高频感应熔炼方法制备了PuNi3型La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5合金;用X射线衍射分析和电化学方法研究了添加不同Mg含量以补偿Mg元素烧损时合金的组织结构和电化学性能.X射线衍射分析(XRD)表明,铸态合金由PuNi3型主相和少量的CaCu5型第二相组成,铸态合金经1 223 K和10 h退火处理后,CaCu5型第二相可明显减少,其中Mg增加10%时得到纯度较高的PuNi3型组织.电化学测试表明,增加适当Mg含量和进行退火热处理能明显提高和改善合金电极容量、循环稳定性和大电流放电性能.与AB5型和AB2型Laves相贮氢合金比较,PuNi3型La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5贮氢合金具有电极容量高及优良的大电流放电性能.
关键词:
La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5贮氢合金
,
合金制备
,
热处理
,
晶体结构
,
电化学性能
张绪玉
,
罗永春
,
王大辉
,
闫汝煦
,
章应
,
康龙
功能材料
研究了Al元素对合金La0.67Mg0.33Ni3.0中Ni的替代对合金的微观组织结构及电化学性能的影响.X射线衍射(XRD)分析结果表明,La0.67Mg0.33Ni3.0合金由PuNi3型(La,Mg)Ni3相和Ce2Ni7型(La,Mg)2Ni7相组成 ,Al元素加入后,开始出现CaCu5型LaNi5相,随着Al含量的增加,LaNi5相逐渐增多,当x=0.3时,LaNi5相成为合金的主相,合金La0.67Mg0.33Ni2.7Al0.3中Al的X荧光元素面分布图像表明了Al元素主要进入LaNi5相中,说明Al是一种LaNi5相形成元素;电化学测试表明,随着Al含量的增加,合金的最大放电容量依次下降,4种合金的最大放电量分别为392、324、267和252mAh/g,活化次数变化不大(2～3次即可活化),循环稳定性先增加后下降.
关键词:
贮氢合金
,
电化学性能
,
晶体结构
张法亮
,
罗永春
,
王大辉
,
阎汝煦
,
吴静然
,
陈剑虹
稀有金属材料与工程
采用感应熔铸+热处理的方法制备了La(0.67-x)(Ti/Zr)xMg0.33Ni2.5Co0.5合金.结构分析表明,合金由PuNi3型相、Ce2Ni7型相、MgCu4Sn型相和Ti-Ni或Zr-Ni合金相等组成;Ti/Zr元素在PuNi3型物相和Ce2Ni7型物相中没有固溶,而是单独以Ti-Ni和Zr-Ni合金的形式存在;随Ti和Zr含量的增多,合金中PuNi3型物相的单胞体积呈线性减小趋势.Ti和Zr元素的掺入提高了合金的吸放氢平台,降低了合金的贮氢量.电化学研究表明,Ti/Zr元素显著提高了合金电极的高倍率放电性能,但过量的Zr元素会恶化合金电极的电催化活性;Ti/Zr元素的掺入对合金电极循环稳定性有一定改善,但同时会降低合金电极的电化学放电容量.
关键词:
贮氢合金
,
PuNi3型
,
合金结构
,
电化学性能
朱春玲
,
阎汝煦
,
王大辉
,
康龙
,
章应
,
罗永春
稀有金属材料与工程
研究了表面包覆Ni-P对PuNi3型贮氢合金La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5电极的电化学性能的影响.结果表明:包覆镍处理改善了贮氢合金电极的循环稳定性.线性极化扫描和电化学阻抗谱等分析结果表明,包覆后合金电极的极限电流密度(I1),交换电流密度(I0)以及电化学阻抗均有较好的改善,说明电荷转移和氢的扩散能力得到提高.经25次电化学循环后的电极合金金相观察和分析表明,包覆Ni-P处理没有有效抑制其粉化,这与该类型贮氢合金电化学吸氢时氢化物膨胀较大有关.
关键词:
PuNi3型贮氢合金
,
表面化学镀
,
Ni-P
,
电化学性能
兴长策
,
罗永春
,
阎汝旭
,
王大辉
,
康龙
功能材料
系统研究了固相反应烧结方法制备La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5贮氢合金的烧结工艺对该合金的微观组织结构及电化学性能的影响规律.分析和研究了合金的微观组织结构、电化学放电性能及Mg含量的挥发损失问题.XRD和SEM及EPMA分析结果表明,在不同烧结条件下合金均由不合Mg的LaNi5相、富Mg的LaNi3相及一个贫Mg的LaNix(x=3.0～3.8)相三相组成.当烧结温度不超过1203k时合金主相为LaNi3相,当烧结温度超过1203K,LaNi5相逐步成为主相.原子吸收光谱分析结果表明,烧结温度不超过1203K,Mg元素没有明显损失;当烧结温度超过1203K,会引起Mg的大量挥发损失.电化学性能分析结果表明,烧结温度不超过1203K,合金放电能力主要受合金组织形成与均匀性影响;而烧结温度超过1203K,Mg元素挥发损失成为影响合金放电能力的决定因素.烧结条件为873～1123k保持24h、1203k保持2h,是制备La0.67Mg0.33Ni2 5Co0.5贮氢合金的适宜工艺.用该工艺制备的La0 67Mg0.33Ni2.5Co0.5贮氢合金Mg含量稳定(2.92%质量分数)、微观组织均匀、放电容量高(395mAh/g)、活化性能好(2个循环).
关键词:
贮氢合金
,
La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5
,
固相烧结
,
微观组织
,
电化学性能
罗永春
,
焦高峰
,
阎汝煦
,
王大辉
,
康龙
,
陈剑虹
稀有金属材料与工程
采用熔体快淬方法得到了无Co过化学计量比合金La(NiMn)6的非平衡亚稳单相CaCu5型结构,分析和研究了合金非平衡组织结构和电化学吸放氢性能.x-ray衍射分析表明,快速凝固合金组织为CaCu5型结构单相组织,与常规熔铸合金比较,快速凝固合金的晶胞参数发生了明显的各向异性变化:随着冷却速度增加,CaCu5型晶胞a轴减小,c轴及轴比c/a增大.电化学实验研究表明,当合金快凝速度≥20m/s时,过化学计量比La(NiMn)6合金MH电极的循环稳定性得到不同程度的改善,快凝速度≥30 m/s时,合金电极具有良好的循环稳定性,其最大电化学容量为256 mAh/g～277 mAh/g,循环100次后合金MH电极容量保持率为63%～97.8%.快速凝固合金均大大提高了合金的电化学稳定性,但随着冷却速度增加其活化性能和电极容量有所下降.
关键词:
非化学计量无钴贮氢合金
,
快速凝固
,
晶体结构
,
电化学性能
张盛强
,
王大辉
,
侯新刚
,
黄秀扬
,
孙雷雷
稀有金属材料与工程
以含La、Mg、Ni元素的化学试剂为原料,先制得三元复合金属氧化物前驱体；再以优化后的实验参数,进行基于共沉淀及还原扩散法联用工艺制备La0.67Mg0.33Ni3.0合金及其微观结构的研究,并验证新型合成工艺的可行性.结果表明:以共沉淀和还原扩散法制得的合金均为多相结构,其组织和成分趋于均匀化,晶格畸变小；并且合金还原过程比较彻底,合金中含氧量极少,取得了预期的效果；La-Mg-Ni系合金新型合成工艺可行,但还需对该工艺进行再优化.
关键词:
La-Mg-Ni系合金
,
微结构
,
共沉淀
,
还原扩散
王大辉
,
钟燕萍
,
吴彦军
,
罗永春
,
康龙
功能材料
采用X射线衍射、电子探针和电化学测试研究了La2MgNi7.5-xC01.5A1x(x=O.0～0.5)合金的相结构和电化学性能.XRD结果和EPMA观察表明,A1替代改变了合金的物相组成和物相的丰度.LaNi3相消失,αLa2Ni7相丰度的变化表现为先增加(x从O.0～0.1)后减少(x=O.3和O.5),LaNi5相随合金中A1含量x的增加而明显增加.A1替代Ni降低了合金的最大电化学放电容量和活化性能,但明显改善了La2MgNi7.5Co1.5合金的电化学循环稳定性.
关键词:
贮氢合金
,
A1替代Ni
,
相结构
,
电化学性能
王大辉
,
罗永春
,
闫汝煦
,
康龙
,
陈剑虹
稀有金属材料与工程
PuNi3型RM3(R=稀土元素,Mg,Ca及第3,4族元素;M=Ni,Co,Fe,Cu,Zn等)被认为是替代LaNi5基贮氢合金的最重要候选电极材料之一,本文将介绍RM3合金的结构特点、氢化物的结构、氢化行为以及合金电极电化学性能的研究现状,并分析了PuNi3型RM3贮氢合金的发展应用仍需解决的问题.
关键词:
PuNi3型结构
,
RM3合金
,
氢化行为
,
电化学性能
