姚占全
,
赵增祺
,
江丽萍
,
郝宏波
,
吴双霞
,
张光睿
,
杨建东
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2012.00498
为了改善Fe-Ga合金的磁致伸缩性能,采用真空非自耗电弧炉制备了Fe83Ga17Cex(x=0.0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)合金,用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜及能谱仪(SEM/EDS)分析了合金的微结构,用电阻应变法测量了合金的磁致伸缩性能.结果表明:Fe83Ga17合金由单一的bcc结构A2相组成.而添加稀土Ce后,除x=0.2合金外,Fe83Ga17Cex合金主要由bcc结构的A2相和CeFe2第二相组成.此外,Fe83Ga17合金的微观组织是晶粒粗大的等轴晶,而Fe83Ga17Ceo.8合金的微观组织是晶粒细小的柱状晶.与Fe83Ga17对照合金相比,除x=0.2合金的磁致伸缩系数略小于对照合金外,其他添加稀土Ce后的合金样品磁致伸缩系数均明显增加.添加稀土Ce后,Fe83Ga17Cex合金的磁致伸缩系数随稀土Ce含量的增加呈现出先增加后减小的变化趋势,x=0.8合金的磁致伸缩系数最大,在557 kA/m外加磁场下,磁致伸缩系数达到356×10-6.
关键词:
Fe-Ga合金
,
磁致伸缩
,
稀土Ce添加
,
微结构
姚占全
,
田晓
,
郝宏波
,
张光睿
,
吴双霞
,
江丽萍
,
赵增祺
稀有金属
为改善多晶Fe-Ga合金的磁致伸缩性能,在Fe-Ga合金中掺杂稀土Ce、Tb和Dy元素.研究了Fe83Ga17和Fe83Ga17R0.6(R=Ce,Tb,Dy)合金的相结构和磁致伸缩性能.结果表明,Fe83Ga17合金由单一bcc结构Fe(Ga)固溶体相组成,而掺杂稀土后的Fe83Ga17R0.6合金中除保持bcc结构的Fe(Ga)固溶体相外,还出现了R2Fe17第二相.掺杂稀土后的Fe83Ga17R0.6合金磁致伸缩系数明显大于Fe83Ga17合金.掺杂不同种类的稀土元素对Fe-Ga合金磁致伸缩性能改善的程度不同.在外磁场为557 kA/m时,Fe83Ga17Ce0.6合金的磁致伸缩系数(206× 10-6)明显大于Fe83Ga17Tb0.6 (165× 10-6)和Fe83Ga1 7Dy0.6(161×10-6)合金的磁致伸缩系数.
关键词:
磁致伸缩
,
Fe-Ga合金
,
稀土掺杂
,
择优取向
姚占全
,
田晓
,
郝宏波
,
江丽萍
,
赵增祺
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2014.21.015
Fe-Ga合金是一种新型磁致伸缩材料,它的高强度、良好韧性、低场高磁致伸缩性能和低成本等优异特性使其具有广泛的商业应用.然而,实际制备的Fe-Ga合金的磁致伸缩数系数很小,提高Fe-Ga合金的磁致伸缩性能成为人们关注的课题.元素替代和掺杂是改善新型Fe-Ga磁致伸缩材料性能的一种有效方法.综述了近几十年来元素替代和掺杂对Fe-Ga磁致伸缩合金结构和性能的影响,并总结了各种元素替代和掺杂的研究进展.在此基础上,指出了元素替代和掺杂在改善Fe-Ga合金性能中存在的问题及今后的发展方向.
关键词:
元素替代
,
元素掺杂
,
磁致伸缩
,
Fe-Ga合金
田晓
,
王鸿钰
,
段如霞
,
姚占全
,
刘建
,
云国宏
稀土
采用筛分法测试了La0.75Mg0.25Ni3.3Co0.5储氢合金粉的粒度分布.结果表明,随着合金颗粒度减小,相应颗粒度的合金含量(质量分数)几乎呈线性增加,从合金颗粒度为58 μm时的21％增加到38 μm时的29％.同时,选用不同颗粒度的La0.75Mg0.25Ni3.3Co0.5合金粉制备了储氢合金电极,研究了合金颗粒度对储氢合金电极的活化性能、最大放电容量、放电特性以及循环稳定性的影响规律与机制.研究表明,合金颗粒度的大小对合金电极的活化性能基本无影响,合金电极均具有好的活化性能,经1至2个循环后达到最大放电容量.随着合金颗粒度的减小,合金电极的最大放电容量持续增加,从合金颗粒度为58 μm时的332.5 mAh·g-1增加到38 μm时的最大值342.9 mAh·g-1;放电中值电位先降低后升高,由合金颗粒度为58 μm时的1.0302 V减小到45 μm时的0.9825 V,然后增加到38μm时的1.0141V;容量衰减速度呈现出先变慢后加快的变化规律.综合比较,在合金颗粒度为48μm时,La0.75 Mg0.25Ni3.3Co0.5储氢合金电极展示了最佳的综合电化学性能,电化学性能的改善主要归因于合金电极电荷转移速度的加速和内阻的减小.
关键词:
储氢合金
,
金属氢化物电极
,
合金颗粒度
,
电化学性能
田晓
,
特古斯
,
海山
,
姚占全
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2012.12052
为了改善AB5型储氢合金的放电容量和循环稳定性, 研究了快淬速度对MlNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3/5wt% Mg2Ni复合储氢合金结构和电化学性能的影响. 电感耦合等离子发射光谱(ICP)、X 射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM/EDS)和透射电子显微镜(TEM)分析表明, 铸态复合合金由LaNi5相和少量的Mg2Ni相组成, 而快淬态复合合金却由(La,Mg)Ni3新相和LaNi5相组成. 当快淬速度≥15 m/s时, 复合合金中形成明显的纳米晶组织并伴有部分非晶化倾向. 电化学性能测试表明, 快淬态复合合金的最大放电容量和容量保持率随快淬速度的增大呈现出先增大后减少的变化规律, 其中快淬速度为20 m/s时合金电极的最大放电容量达最大值344 mAh/g, 经100次充放电循环后该电极的容量保持率为93.9%.
关键词:
快淬; 复合储氢合金; 微结构; 电化学性能
田晓
,
刘向东
,
姚占全
,
海山
稀有金属材料与工程
在不同保压时间下制备Mm0.3Ml0.7Ni3.55Co0.75Mn0.4Al0.3储氢合金电极,研究保压时间对合金电极的活化性能、最大放电容量、放电特性和循环稳定性的影响规律和机制.结果表明,保压时间对合金电极的活化性能基本无影响.合金电极的其它电化学性能随保压时间的增加均呈现出先变好后变坏的变化规律,保压时间为15 min时,合金展示了最佳的综合电化学性能,电化学性能的改善主要归因于合金电极的电荷转移速度加速和内阻减小.
关键词:
储氢合金
,
储氢电极
,
保压时间
,
电化学性能
田晓
,
特古斯
,
海山
,
姚占全
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2012.12052
为了改善AB5型储氢合金的放电容量和循环稳定性,研究了快淬速度对MlNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3/5wt％Mg2Ni复合储氢合金结构和电化学性能的影响.电感耦合等离子发射光谱(ICP)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM/EDS)和透射电子显微镜(TEM)分析表明,铸态复合合金由LaNi5相和少量的Mg2Ni相组成,而快淬态复合合金却由(La,Mg)Ni3新相和LaNi5相组成.当快淬速度≥15 m/s时,复合合金中形成明显的纳米晶组织并伴有部分非晶化倾向.电化学性能测试表明,快淬态复合合金的最大放电容量和容量保持率随快淬速度的增大呈现出先增大后减少的变化规律,其中快淬速度为20 m/s时合金电极的最大放电容量达最大值344 mAh/g,经100次充放电循环后该电极的容量保持率为93.9％.
关键词:
快淬
,
复合储氢合金
,
微结构
,
电化学性能
姚占全
,
田晓
,
伟伟
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.01.008
采用电弧熔炼法制备了稀土Ce掺杂的 Fe83 Ga17 Ce0．8铸态合金,然后对其进行快淬处理,获得Fe83 Ga17 Ce0．8快淬态合金,最后对 Fe83 Ga17 Ce0．8快淬态合金在1223 K下进行退火热处理5 h.用 X 射线衍射(XRD)、扫描电镜及能谱仪(SEM/EDS)和磁致伸缩测试方法研究了快淬和退火对合金结构和磁致伸缩性能的影响.结果表明,Fe83 Ga17 Ce0．8铸态合金由 bcc结构的Fe(Ga)相和少量的 CeFe2第二相组成.Fe83 Ga17 Ce0．8快淬态合金除了含有大量的 Fe(Ga)相和少量的CeFe2相外,合金中还出现了非对称 DO3结构的 Fe3 Ga相.Fe83 Ga17 Ce0．8快淬态合金经退火热处理后,合金中的CeFe2相转化为贫稀土 Ce2 Fe17相.在外磁场为557 kA/m时,Fe83 Ga17 Ce0．8快淬态合金的磁致伸缩系数(3．82×10－4)明显大于铸态合金(3．56×10－4)和退火态合金(1．82×10－4)的磁致伸缩系数.
关键词:
磁致伸缩
,
Fe-Ga合金
,
快淬
,
退火
姚占全
,
田晓
,
伟伟
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.02.026
采用电弧熔炼法制备了稀土Ce掺杂的Fe83Ga17Ce0.8铸态合金,然后对其进行快淬处理,获得快淬态Fe83Ga17Ce0.8合金,最后对快淬态Fe83Ga17Ce0.8合金在不同温度(850℃、950℃和1050℃)下进行退火处理5h.用X射线衍射(XRD)、扫描电镜及能谱仪(SEM/EDS)和磁致伸缩测试方法研究了退火温度对合金结构和磁致伸缩性能的影响.结果表明,快淬态Fe83Ga17Ce0.88合金经退火处理后,合金中的CeFe2相转化为贫稀土Ce2Fe17相.随退火温度的升高,合金的磁致伸缩系数绝对值先减小后大幅度增大.退火温度为1050℃时,合金的磁致伸缩系数达最大(在外磁场为398 kA/m时,磁致伸缩系数为656×10-6).磁致伸缩系数的增大与该合金中形成较多的Ce2Fe17相以及合金中A2相沿[100]方向择优取向有关.
关键词:
磁致伸缩
,
Fe-Ga合金
,
快淬
,
退火处理
