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Al元素对储氢合金RE0.8Mg0.2(Ni0.85Co0.15Alx)3.5的结构及电化学性能的影响

程利芳 , 王润博 , 蒲朝辉 , 汪保国 , 李志林 , 娄豫皖 , 何丹农 , 杨传铮

用感应熔炼法制备了La0.5Pr0.2Nd0.1Mg0.2(Ni0.85-xCo0.15Alx)3.5(x=0.01～0.04)合金,并在氩气气氛下,用900℃退火处理.XRD分析表明,合金有两个主相:La2Ni7相和LaNi5相,晶轴比c/a随着Al含量的增大而增大.电化学测试表明,放电容量随着Al含量的增大而减小,由x=0.01时的394.6 mAh/g下降到x=0.04时的380.6 mAh/g,充放电循环衰减速率由x=0.01时的-0.32 mAh/(g·cycle)降为x=0.04时的-0.20 mAh/(g·cycle),合金的倍率性能随着Al含量的增大而降低,当放电电流密度为1200 mA/g时,高倍率性能由x=0.01时的61%降为x=0.04的35%.研究表明,当x≤0.02时不仅保持了合金的高容量,而且明显改善了合金的循环性能.

关键词: 储氢合金 , La2Ni7相 , LaNi5相 , PCT性能 , 电化学性能

添加Co对AB_3.5型储氢合金结构及性能影响的理论与实验研究

应燕君 , 程利芳 , 曾小勤 , 邹建新 , 丁文江

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00568

基于密度泛函理论, 采用总能量平面波赝势方法, 设计了La_0.75Mg_0.25Ni_3.5-xCo_x　(x=0、0.25、0.5、0.75)系列合金, 并研究了其晶体及电子结构. 计算结果显示随着Co含量的增加, La原子上的电荷转移先增大后保持不变, 在Co含量为0.5时达到最大; 费米能级处的态密度值先增加后稍减小, Co含量在0.5时达到最大. 利用悬浮感应熔炼法制备了该系列合金La_0.75Mg_0.25Ni_3.5-xCo_x　(x=0、0.3、0.5、0.7). 对熔炼所得合金进行了结构和性能表征, XRD结果显示, 随着Co含量的增加, 合金的主相均为Ce₂Ni₇型AB_3.5相; 电化学测试显示, x=0.5时, 合金的放电容量和循环性能均较好, 为398.5 mAh/g, 容量保持率S₂₅₀为62%; PCT结果表明, 在室温条件下合金的吸氢平台在0.04~0.09 MPa之间, 当x=0.5时, 吸氢平台压最低, 为0.04 MPa, 同时吸氢量最大, 为1.587wt%. 综合分析计算和实验的结果, AB_3.5合金性能随Co添加量的变化趋势符合第一性原理计算的预测.

关键词: 储氢合金; 第一性原理; Ce₂Ni₇相; 电化学性能; PCT性能

镁含量对La1-xMgxNi2.8Co0.7合金性能与结构的影响

汪保国 , 程利芳 , 李志林 , 黄铁生 , 杨传铮

中国稀土学报

采用XRD分析了La1-xMgxNi2.8Co0.7(x=0.10, 0.15, 0.20, 0.25)合金的晶体结构, 研究了合金的气固相储氢特性和电化学性能. 结果表明,合金由Ce2Ni7型结构的A2B7主相和少量的具有CaCu5结构的AB5相构成,随Mg含量的增加,合金中AB5相相应减少. 合金在吸放氢过程中的熵变ΔS和焓变ΔH与AB5型合金的数值相当. 合金的电化学容量随Mg含量的增加,先增大后减小,当x=0.2时合金的容量最大为389.1 mAh·g-1. 应当特别指出的是,该类合金表现出良好的低温性能,在温度为233 K时,放电量容量仍有室温时的50%以上.

关键词: 贮氢合金 , Ce2Ni7型结构 , 热力学性能 , 电化学性能 , XRD , 稀土

添加Co对AB3.5型储氢合金结构及性能影响的理论与实验研究

应燕君 , 程利芳 , 曾小勤 , 邹建新 , 丁文江

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00568

基于密度泛函理论,采用总能量平面波赝势方法,设计了Lao.75 Mg0.25Ni3.5-xCox(x=0、0.25、0.5、0.75)系列合金,并研究了其晶体及电子结构,计算结果显示随着Co含量的增加,La原子上的电荷转移先增大后保持不变,在Co含量为0.5时达到最大；费米能级处的态密度值先增加后稍减小,Co含量在0.5时达到最大.利用悬浮感应熔炼法制备了该系列合金La0.75Mg0.25Ni3.5-xCox (x=0、0.3、0.5、0.7).对熔炼所得合金进行了结构和性能表征,XRD结果显示,随着Co含量的增加,合金的主相均为Ce2Ni7型AB3.5相；电化学测试显示,x=0.5时,合金的放电容量和循环性能均较好,为398.5 mAh/g,容量保持率S250为62％; PCT结果表明,在室温条件下合金的吸氢平台在0.04～0.09 MPa之间,当x=0.5时,吸氢平台压最低,为0.04 MPa,同时吸氢量最大,为1.587wt％.综合分析计算和实验的结果,AB3.5合金性能随Co添加量的变化趋势符合第一性原理计算的预测.

关键词: 储氢合金 , 第一性原理 , Ce2Ni7相 , 电化学性能 , PCT性能

斜程路径大气相干长度的测量

汪建业 , 刘晓春 , 翁宁泉 , 吴毅

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2005.03.035

介绍了一种斜程有限距离上大气相干长度的测量系统和方法,用系留气球搭载一个点光源,在地面用差分像运动测量法测量光波到达角起伏方差来确定实时的斜程大气相干长度值,与湍流廓线测量实验进行了对比,实验结果分析光学湍流廓线积分与相干长度仪测量二者的相关性较好.

关键词: 大气光学 , 大气传输 , 大气相干长度 , 斜程测量

蠕变持久统一方程

张少波 , 傅惠民 , 张应福

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2000.12.003

建立了一种蠕变持久统一方程和热强参数统一方程,它不但将目前常用的拉森-米勒(L-M)方程、葛-唐吾(G-D)方程、曼森-索柯普(M-S)方程和曼森-哈弗特(M-H)方程统一表达为一个方程,而且还能很好地表征工程中许多用上述四种方程无法描述的材料蠕变断裂时间、应力和温度之间的关系.所以,与现行规范中推荐的这四种蠕变持久方程相比,统一方程具有对试验数据的拟合精度高、适用性强等优点.

关键词: 蠕变 , 持久强度 , 持久方程

纵流壳程换热器壳程近壁区流场和温度场数值研究

古新 , 董其伍 , 王珂

工程热物理学报

对新型纵流壳程换热器壳程近壁局部区域的流场和温度场进行了数值模拟研究,总结了换热器横截面内各换热管壁面对流传热系数与换热管距壳体轴心距离的关系,分析了近壁区域非规则流道内流体对流传热系数较壳体中心主流区内规则流道大的原因,为换热器壳程内关键局部区域流体流动和传热状况的改善以及进一步的结构优化提供了直观依据.提出的纵流壳程换热器周期性全截面计算模型,为发现和解决换热器中与局部位置流体流动和传热细节相关的深层次问题提供了良好的辅助手段.

关键词: 纵流壳程换热器 , 流场 , 温度场 , 局部特性 , 数值模拟.