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Ti1.0VxMn2-x(x=0.6~1.6)合金的微结构和储氢性能

杜树立 , 王新华 , 陈立新 , 李寿权 , 陈长聘 , 汤滢 ,

稀有金属材料与工程

系统研究了C替代Mn对Ti1.0VxMn2-x(x=0.6~1.6)合金的相结构及吸放氢性能的影响.研究结果表明:随着x的增加,合金由Laves和bcc两相结构逐渐变化到bcc单相结构,吸氢量也随之增加;当V含量增加到x≥1.2时,合金具有bcc单相结构,合金最大吸氢量达到3.5%(质量分数),但是由于缺少脆性的Laves相,合金的活化性能变差,饱和吸氢时间也有所延长;随着V含量的增加,合金主相bcc相晶胞体积增大,从而导致合金PCT曲线平台压力降低,滞后效应也逐渐增大,但平台趋向于平缓.

关键词: 储氢合金 , bec固溶体 , Laves相 , 活化 , 相结构

新型Ti-Cu-Ni基储氢合金的非晶化制备与电化学性能

蒋威 , 陈立新 , 郑小腾 , 葛红卫 , 刘飞烨 , , 雷永泉

材料科学与工程学报

采用先熔炼Ti2Cu再添加Ni粉进行复合球磨的工艺方法探索制备了Ti-Cu-Ni基非晶合金,并研究了Ni粉添加量和球磨时间对合金相结构与电化学储氢性能的影响.结果表明,Ni粉添加量和球磨时间对合金的相结构与电化学性能有显著影响.其中,晶态Ti2Cu熔铸合金的放电容量仅为3.7mAh/g;将其球磨120 h后的放电容量仍然只有14.4mAh/g;当添加Ni粉复合球磨120h形成非晶结构后,其放电容量得到明显提高,其中Ti2Cu+50%Ni复合物的最大放电容量为82mAh/g,Ti2Cu+100%Ni复合物的最大放电容量达到168mAh/g.同时,随着球磨时间的增加,合金的非晶化程度也增强,放电容量随之提高.研究发现,添加Ni粉进行复合球磨有助于Ti2Cu的非晶化转变,同时Ni还起到良好的电催化作用,改善了合金的电化学性能.

关键词: 金属氢化物电极 , Ti2Cu基合金 , 非晶态 , 电化学性能 , 球磨

Ti_(10)V_(83-x)Fe_6ZrMn_x(x=0~6)合金的微观结构和储氢性能

杭州明 , , 吴哲 , 李寿权 , 葛红卫 , 陈长聘 , 陈立新

功能材料

采用磁悬浮感应熔炼方法制备了Ti_(10)V_(83-x)Fe_6ZrMn_x(x=0、2、4、6)储氢合金,系统研究了Mn含量对合金微观结构和储氢特性的影响.XRD及SEM分析表明,无Mn合金(x=0)具有体心立方(bcc)结构的Ti-V基固溶体单相结构,而含Mn合金(x=2~6)均由bcc主相和C14型Laves第二相组成;随着Mn含量的增加,合金bcc主相的晶格常数和晶胞体积逐渐减小.储氢性能测试表明:该系列合金的吸氢动力学性能较好,在室温和4MPa初始氢压条件下,含Mn合金无需氢化孕育期就能快速吸氢;随着Mn含量的增加,合金的P-C-T放氢平台倾斜度逐渐减小,333K放氢平台压力先增后减,并在x=4达到最高;但合金的室温吸氢容量和333K有效放氢容量随Mn含量的增加而逐渐降低.

关键词: 储氢合金 , Ti-V基固溶体 , 微观结构 , 储氢性能 , Mn含量

Ce2Mg17及其氢化物添加剂对LiBH4的放氢作用机理研究

韩乐园 , , 王顺葵 , 范修林 , 李寿权 , 葛红卫 , 陈立新

稀有金属材料与工程

为改善LiBH4体系的可逆吸放氢性能,将Ce2Mg17合金(简称为CM)及其氢化物(CeH2.51和MgH2,简称为CMH)分别与LiBH4球磨4h制得LiBH4-0.02CM和LiBH4-0.02CMH复合储氢体系,采用MS、TPD、XRD和FT-IR等测试手段研究了不同状态Ce-Mg添加剂对复合储氢体系可逆吸放氢性能的影响及其作用机制.结果表明:Ce2Mg17合金本身对改善LiBH4吸放氢性能没有明显作用;而Ce2Mg17氢化物(即MgH2和CeH2.51)可降低复合体系中LiBH4的放氢温度和提高LiBH4的放氢速率,并可明显改善体系的可逆吸放氢性能.进一步分析表明,MgH2和CeH2.51对LiBH4的协同改性作用是有效降低LiBH4热力学稳定性、提高LiBH4-Ce-Mg复合体系可逆吸放氢性能的主要原因.

关键词: 储氢材料 , LiBH4 , Ce2Mg17 , 氢化物 , 放氢性能

Mg+10%Ni2P储氢材料的相结构和吸放氢性能

彭书科 , , 杭州明 , 吴凡 , 李长旭 , 李寿权 , 陈立新

稀有金属材料与工程

采用反应球磨法制备了Mg+10%Ni2P(质量分数,下同)新型复合物,对比研究了球磨复合物和球磨纯镁的相结构与储氢性能.研究表明:在纯Mg中添加10%的Ni2P进行复合球磨,可以明显提高其吸/放氢性能.此外,添加Ni2P球磨明显地改善了镁的循环放氢性能.复合物的晶粒尺寸随着球磨时间的增加而减小;添加Ni2P能有效地抑制Mg/MgH2在吸/放氢过程中产生团聚;在Mg中添加Ni2P球磨能降低体系的放氢反应温度.

关键词: Mg基储氢材料 , Ni2P , 反应球磨 , 相结构 , 储氢性能

Zr部分替代Ti对Ti20Cr24Mn8V40Fe8低钒合金微观结构和储氢性能的影响

杭州明 , , 翁文祥 , 邴智刚 , 黄顺民 , 许恒 , 陈立新

材料科学与工程学报 doi:10.14136/j.cnki.issn 1673-2812.2016.06.003

系统研究了Zr部分替代Ti对Ti20-xZrxCr24Mn8V40Fe8(x=0,1,2,3,4)系合金的微结构和储氢性能的影响.XRD和SEM分析表明,无Zr铸态合金(x=0)由体心立方(BCC)结构的固溶体单相组成,而含Zr合金(x=1~4)则由BCC主相和C14型Laves第二相组成,且第二相沿主相晶界析出.随着Zr含量x的增加,BCC主相晶胞体积先增加后减小,在x=1时达最大;C14型Laves相晶胞体积则逐渐增大.储氢性能研究表明,在293K和4MPa初始氢压条件下,所有含Zr合金无需活化即可快速吸氢,且合金的吸氢量随着Zr含量的增加逐渐增加,当x=4时,吸氢量最大为2.38 wt%.该系合金的放氢动力学性能优良,放氢在10min内即能完成,但该系合金有效放氢容量及放氢效率(放氢容量与吸氢容量之比)还有待改善.

关键词: 储氢合金 , V基固溶体 , 微观结构 , 储氢性能 , Zr含量

轻质镁基储氢材料的高效催化改性研究?

许以欣 ,

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.07.030

借助储氢性能测试仪和 Netzsch STA 449F3型同步热分析仪研究催化改性 Mg2 FeH6体系的放氢特性。程序升温放氢实验和等温放氢实验结果表明,添加了 TiMn2、TiAl 或 Ti 的 Mg2 FeH6样品和未添加催化剂的 Mg2 FeH6样品放氢反应动力学特征相似,反应速率有所提高,但不明显,放氢温度提前27℃左右。且催化性能 TiMn2最好,纯 Ti 其次,TiAl 较差。

关键词: 镁基 , 储氢 , 催化改性 , Mg2 FeH 6

机械球磨Mg2Ni0.95Sn0.05+x% Ni非晶复合物的微结构和电化学性能

汤滢 , 王新华 , , 杜树立 , 雷永泉

稀有金属材料与工程

用机械球磨法合成了Mg2Ni0.95Sn0.05+x%Ni(质量分数,x=25,50,75,100,125)非晶复合物,研究了其微结构和电化学性能.微结构分析表明,不添加Ni粉的Mg2Ni0.95Sn0.05合金经100h球磨后仍然难以形成非晶结构,加入镍粉有助于非晶结构的形成.电化学研究表明,铸态最大放电容量仅为16 mAh/g,球磨100 h后容量改善不明显;加入Ni粉球磨后,容量大幅上升,随着Ni添加量的增加,复合物最大放电容量先增后减,在x=75时达到最大值625.6 mAh/g.把x=50时的复合物,延长球磨时间t,复合物最大放电容量提高,当t=200 h时达到670 mAh/g.

关键词: 机械合金化 , 非晶态 , 电化学性能 , 微结构

La1.8Ca0.2Mg14Ni3+x%Ti合金的微结构和储氢性能

, 王新华 , 陈立新 , 李寿权 , 汤滢 , 陈长聘

稀有金属材料与工程

研究了机械球磨La1.8Ca0.2Mg14Ni3+x%Ti(质量分数,下同)(x=0,5,10)合金的微结构和储氢性能.气态吸放氢研究表明,加入钛粉球磨能有效提高合金的活化性能、储氢容量和吸放氢速率.铸态合金经过6次活化后,在613K时放氢量为4.12%(质量分数,下同).加Ti球磨改性10 h后,随着x增加,合金经过2次~3次循环基本完全活化,吸放氢性能也相应提高.Ti含量在.x=0,5,10时合金在613 K的放氢量分别为4.69%,4.80%,4.83%;当x=10时合金在373 K的吸氢量达到3%以上,在600 K经过2 min就能达到4.81%(为最大吸氢量的97%).微结构分析表明,具有表面催化活性的Ti粉与合金基体表面进行复合,并使合金发生部分非晶转变,能有效改善La1.8Ca0.2Mg14Ni3合金的储氢性能.

关键词: 金属氢化物 , 球磨 , La-Mg基合金 , Ti粉 , 储氢合金

Ti基添加剂对Mg2FeH6放氢性能的影响

徐晨晨 , , 邵杰 , 刘朗夏 , 秦腾 , 陈立新

中国有色金属学报(英文版) doi:10.1016/S1003-6326(16)64169-9

结合球磨和热处理制备掺杂Ti,TiMn2和TiAl的Mg2FeH6样品,并系统研究这些添加剂对Mg2FeH6样品放氢行为的影响。研究结果表明:所有添加剂都能够在一定程度上改善 Mg2FeH6的放氢性能,特别是 TiMn2对Mg2FeH6的放氢动力学性能改善效果显著。根据Kissinger方程计算出掺杂TiMn2的Mg2FeH6样品的放氢活化能为94.87 kJ/mol,与未掺杂的Mg2FeH6样品相比,降低了28 kJ/mol。另外,掺杂TiMn2的Mg2FeH6样品在循环测试过程中仍具有良好的放氢性能改善效果。

关键词: Mg2FeH6 , Ti基添加剂 , 放氢性能 , 动力学

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