TiFe合金电子结构与储氢性能的相关性研究

利用电荷自洽离散变分(SCC—DV—Xa)电子结构计算方法，计算TiFe储氢合金及其氢化物的电子结构，分析电子结构与储氢性能的相关性。结果表明，在TiFe合金氢化物中，H原子进入八面体晶胞中，H原子与Fe原子间成键作用明显比H原子与Ti原子间的成键作用强，使晶胞体积主要沿晶格的[110]方向发生膨胀；TiFe合金八面体晶胞中Ti原子与Fe原子间形成离域键，在吸氢后成键作用有所增强，使合金吸氢后的体积膨胀率较小，这是其反复吸放氢过程不容易粉化的原因之一。     

添加纳米TiO2对Mg17Al12吸氢性能的影响

采用高能球磨在Mg17Al12合金中添加纳米级金红石型TiO2,并研究了材料的吸氢动力学性能、结构及微观形貌特征.研究结果表明,纳米TiO2的添加可显著地提高材料的吸氢动力学性能和吸氢量,降低吸氢温度.Mg17Al12合金在573 K及1 150 min的最大吸氢量(质量分数)仅为1.45%,而添加TiO2后,Mg17Al12合金在393 K下可快速吸氢,60 min时的吸氢量达到1.97%,在473 K下15 min内的吸氢量可达到1.68%,饱和时的吸氢量达到了3.94%.X射线衍射分析表明,添加TiO2后,Mg17Al12合金在球磨过程中没有新相生成,但放氢后会出现Al及Al3Ti等相,其中Al3Ti很可能是该反应的催化剂.     

储氢合金Mg2Ni的制备及其储氢性能分析

Mg-Ni基储氢合金以其比容量高、成本低而倍受关注.采用感应熔炼法,在不高于900 ℃的温度下成功制备出Mg2Ni合金,X射线衍射及金相组织分析表明,合金中主相为Mg2Ni.对制备出的Mg2Ni合金进行气态吸放氢性能测试,结果表明,经粉碎后的合金粉体经第1次活化,吸氢量为3.15 wt%,2次活化后吸氢量达到3.49 wt%,接近其理论值,而合金块体在第2次活化后的吸氢量远小于合金粉体的吸氢量,且第3次活化后未见明显增大.     

Mg2Ni+x0.5 wt% V2O5+y0.5 wt Ni(x,y=0,1)复合体系的贮氢和电化学性能研究

用球磨方法制备Mg2Ni x0.5 wt%V2O5 y0.5 wt Ni(x,y=0,1)复合贮氢合金,并进行气态吸放氢变温动力学与电化学充放电实验.结果表明,x,y=1时体系的气态吸放氢和放电容量效果最好,多元复合的放电容量超过单一化合物的放电容量的总和.     

自蔓延高温合成V3TiNi0.56Al0.2贮氢材料

通过对反应体系的绝热温度计算及热力学分析,讨论了V2O5-TiO2-Al体系自蔓延反应进行的可行性.自蔓延高温合成了V3TiNi0.56Al0.2贮氢合金,利用X射线衍射分析(XRD)、能谱分析、扫描电镜(SEM)和金相显微镜等手段对产物进行了研究.结果表明,用自蔓延高温合成法与用其他方法制备的V3TiNi0.56Al0.2贮氢合金的相结构一样.PCT曲线表明该合金具有一定的吸放氢性能,饱和吸氢量为0.092 L/g,略低于其它方法制备的V3TiNi0.56Al0.2的饱和吸氢容量.     

贮氢合金动力学测试方法的研究

通过对贮氢合金动力学主要研究内容的分析，研究探讨了在等容差压法热力学测试装置上进行等温等压的吸放氢动力学曲线的测定。用该装置直接进行测定，只能得到压力变化的动力学曲线，为解决等压问题，采用了在不同初始氢压下进行多条吸氢曲线的测试、计算并绘出某一恒定氢压下吸氢量与吸氢速度的关系曲线，进而利用数值积分公式计算并绘出吸氢量与时间关系动力学曲线。通过ＬａＮｉ＿５合金动力学曲线的测定，证明了该合金的良好动力学性能和测定方法的可信性。     

快淬Mg2Ni型合金的结构及贮氢动力学

用快淬技术制备Mg2-xLaxNi(x=0,0.2,0.4,0.6)贮氢合金,用XRD,SEM和HRTEM分析合金的微观组织结构;测试合金的气态及电化学贮氢动力学。结果表明:快淬二元Mg2Ni合金具有典型的纳米晶结构,而快淬La替代合金明显地具有非晶结构,La替代Mg提高Mg2Ni型合金的非晶形成能力。La替代Mg明显地改变Mg2Ni型合金的相组成,当x=0.4时,合金的主相改变为(La,Mg)Ni3+LaMg3。快淬及La替代明显影响合金的气态及电化学贮氢动力学,La替代使合金的吸氢动力学先降低后增加,但使合金的气态脱氢及电化学贮氢动力学先增加后降低。快淬对合金气态及电化学贮氢动力学的影响与合金的成分相关,对于La0.4合金,合金的气态吸氢动力学随淬速的增加先增加后减小,其放氢动力学随淬速的增加而增加。     

Mg-50wt.%Ti_(1-x)C(x=0.1,0.2,0.3,0.4)合金的贮氢性能研究

采用机械合金化方法制备Mg-50wt.%Ti1-xCx(x=0.1,0.2,0.3,0.4)贮氢合金.x-射线衍射(XRD)分析结果表明,合金主要由Mg、Ti、c以及二元合金相Ti2C0.06和Mg2C3组成,随着球磨时间增加,合金的非晶化程度提高.压强-成分-温度(Pcr)测试结果显示,Mg-50wt.%Ti1-xC(x=0.1,0.2,0.3,0.4)合金的贮氢量分别为2.96、2.95、2.76、2.6wt.%;随着碳含量的增加,样品吸氢量逐渐减少,放氢温度和平台压也随之下降;适当增加球磨时间可降低吸放氢温度.     

贮氢合金热力学测试装置及测试方法的研究

通过对贮氢合金热力学主要研究内容的分析，研究了贮氢合金热力学的ｐ－Ｃ－Ｔ曲线的测定和计算方法，并通过对ＬａＮｉ＿５合金的性能测试，证明了该合金具有良好的活化性能和吸氢性能，在３０℃常温下吸氢平衡压仅为０．２８ＭＰａ，吸氢量（Ｈ／Ｍ）可达１，吸放氢反应热焓达３１．９ＫＪ／ｍｏｌ。     

NiAl等合金在Li2CO3-K2CO3中的电化学腐蚀

研究了 Ni Al金属间化合物、GH2 17高温合金、1Cr18Ni9Ti不锈钢在 6 5 0℃ L i2 CO3- K2 CO3熔盐中的阳极极化行为 .结果发现 :Ni Al在 L i2 CO3- K2 CO3熔盐中有活化、钝化、过钝化几个阶段 .用俄歇能谱 AES分析了合金钝化膜的组成 .发现在 L i2 CO3- K2 CO3熔盐中 Ni Al中的 Al先被氧化 ,接着其中的 Ni被氧化 .L i2 CO3- K2 CO3中 Ni Al有良好的抗腐蚀性 .     

La3-xYxMgNi14(x=0～2)贮氢合金的相结构与电化学性能研究

系统研究了La3-xYxMgNi14(x=0,1.0,1.5,2.0)贮氢合金的相结构和电化学性能.结构分析表明,合金均由Gd2Co7和Ce2Ni7型结构相组成.随Y含量值x的增加,Gd2Co7型相的丰度增加,Ce2Ni7型相的丰度减少.合金各相的晶胞参数(a,c)和晶胞体积(V)均随x的增加而线性减小.电化学研究表明,随着Y含量的增加,合金电极最大放电容量减小,活化性能显著降低.合金随x的增加,HRD值减小与合金电极电催化活性及氢在合金相中的扩散速率的减小有关.     

Microstructural evolution and performance of hydrogen storage and electrochemistry of Co-added La0.75Mg0.25Ni3.5−xCox (x = 0, 0.2, 0.5 at%) alloys

Microstructure, hydrogen storage and electrochemical performances of Co-added La_(0.75)Mg_(0.25)Ni_(3.5_x)Co_x(x = 0,0.2, 0.5 at%) alloys are studied. XRD and rietveld refinement results suggest that the samples are mainly composed of(LaMg)Ni_3,(LaMg)_2Ni_7 and LaNi_5 phases, Co substitution for Ni changes the phase abundance,but not the phase composition. With the rising of Co content, the amount of(LaMg)_2 Ni_7 phase decreases, but the amount of LaNi_5 phase increases, while the amount of(LaMg)Ni_3 phase firstly increases and then decreases.The alloys reversibly absorb and desorb hydrogen at 298 K smoothly. When Co content is 0.2 at%, the hydrogen absorption capacity reaches the maximum value of 1.14 H/M, and the absorption capacities reach 1.09 H/M and 1.03 H/M in the first minute at 298 K and 323 K, respectively. Electrochemical performance measurement results show that La_(0.75)Mg_(0.25)Ni_(3.5-x)Co_x alloys are completely activated within 2 cycles, and the cyclic stability of La_(0.75)Mg_(0.25)Ni_(3.3)Co_(0.2) alloy approaches 63.7% after 100 charge/discharge cycles, which is higher than that(S_(100) = 60%) of La_(0.75)Mg_(0.25)Ni_(3.0)Co_(0.5) alloy. Thus, the La_(0.75)Mg_(0.25)Ni_(3.3)Co_(0.2) alloy exhibits optimum comprehensive properties of hydrogen storage and electrochemistry.     

有序态和无序态Ni3Mn的环境氢脆

研究了有序和无序Ni3Mn在室温下不同气氛(真空、空气、和氢气)中的力学性能.结果表明:有序态和无序态Ni3Mn不存在明显的由空气中水汽诱发的环境氢脆;在氢气气氛中,两者均存在明显的环境氢脆现象,且无序态脆性程度略高于有序态.有序Ni3Mn的拉伸曲线存在明显的屈服平台,而无序态没有.有序态强度高于无序态.扫描电镜观察表明:无序态和有序态Ni3Mn在真空和空气中全部为韧性断口.在氢气中,无序态基本为沿晶断口,而有序态则表现为穿晶和沿晶混合断口.     

硫化镍阳极溶解动力学

以人工合成的纯Ni_3S_2为研究对象,采用多种电化学测试方法,考察其阳极溶解行为,求出阳极溶解动力学参数,推导溶解过程机理。     

原子簇Ni2BP稳定结构与成键性质的DFT研究

用DFT方法在B3LYP/Lan12dz水平上对原子簇Ni2BP单重态和三重态的所有可能构型进行全参数优化,获得2个单重态、3个三重态共5个稳定构型;原子簇三重态的稳定性强于单重态,其中Cs对称性的Ni2BP[3](A)是所有单、三重态中热力学最稳定的构型;在簇中Ni-B键强于Ni-P键,且类金属B、P间存在近距离接触.     

Cu,Zr对Al-Ni-Zr-Cu-Y非晶合金的形成和热稳定性的影响

采用单辊旋淬技术,在真空条件下制备了快速凝固Al85Ni10Zr3Y2四元合金条带和Al80Ni10Zr8-xCuxY2(x=1,2,3,5)五元合金条带.利用X射线衍射及差热分析对条带进行了研究.结果表明,w(Cu)和w(Zr)对该合金系的非晶形成能力及热稳定性有显著影响,并且非晶合金的形成对这两种元素的质量分数很敏感.当w(Cu)和w(Zr)其中一种达到一较大值时,可以形成非晶合金或是以非晶相为主的合金,否则将只能得到晶体相.另外,Al80Ni10Zr7Cu1Y2,Al80Ni10Zr3Cu5Y2合金系具有较强的非晶形成能力,可形成完全非晶或以非晶为主体和部分晶体的复相材料.     

La_3MgNi_（14）电子结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函的第一原理平面波赝势计算法,研究了La3MgNi14储氢合金的电子结构。结果表明：La3MgNi14的结构更趋向于形成La分散的S1结构。体系具有典型的金属性,在结合中以金属键为主。并由键布居及原子布居分析了个原子间的键性。     

层状Li(Ni1-xCox)O2中Li离子首次脱出和嵌入行为研究

共沉淀法合成的层状Li（Ni1-xCox）O2，其中X=0．1，0．2，0．3和1，采用XRD和电化学方法对合成的层状Li（Ni1-xCox）O2进行了研究。研究表明在镍酸锂中随着Co含量的增加，Co的增加改变了镍离子与周围氧离子和锂离子的相互作用，阻止了锂离子择优位离开镍酸锂晶体，因此，在镍酸锂中增加一定Co可以阻止镍酸锂由H1向M相转变。同理，在钴酸锂中增加一定Ni可以阻止钴酸锂由H1向H2相和H2相向M相转变。锂离子择优位离开镍酸锂时，存在J—T效应，使得镍酸锂在脱锂过程中发生H1向M相转变，与镍酸锂不同，由于钴酸锂在锂离子择优位离开钴酸锂晶体时，不存在J—T效应，钴酸锂在脱锂时发生H1向H2相和H2相向M相的转变。     

Ni80Fe20复合结构多层膜的巨磁阻抗效应研究

用磁控溅射法在载玻片上制备了(Ni₈₀Fe₂₀/SiO₂)_n/Cu/(SiO₂/Ni₈₀Fe₂₀)_n复合结构多层膜， 并对其巨磁阻抗效应进行了研究.研究结果表明，采用多组双层结构(n>1)后，样品的巨磁阻抗效应明显增大；当n=3时，观测到最大的纵向巨磁阻抗(LMI)效应为10.81%，最大的横向巨磁阻抗(TMI)效应为17.08%.当n=4,5时，巨磁阻抗效应比n=3时略有减小. 由XRD谱和磁滞回线等，研究了双层结构(Ni₈₀Fe₂₀/SiO₂)循环次数n引起的样品材料晶体结构和磁性能等变化，以及对样品巨磁阻抗效应的影响.     

Nb 对氢在 Fe-13Cr-6Al-2Mo 合金中扩散行为的作用

采用电化学氢渗透方法研究氢原子在 Fe-13Cr-6Al-2Mo 和 Fe-13Cr-6Al-2Mo-0.5Nb 合金中的扩散行为, 分析了 0.5%Nb(质量分数, 下同)对氢原子在 Fe-13Cr-6Al-2Mo 合金中扩散行为的作用. 研究结果表明: 当在 Fe-13Cr-6Al-2Mo 合金中添加 0.5%Nb 后, 合金的晶粒得到细化, 同时合金中析出大量弥散分布的细小 Fe$_{2}$Nb 相. 0.5%Nb 的添加大幅度降低了氢原子在 Fe-13Cr-6Al-2Mo 合金中的表观扩散系数, 使氢原子在合金中的扩散激活能提高了 50.3%. Nb 原子通过提高合金中的氢陷阱浓度, 有效降低了氢原子在 FeCrAlMo 基合金中的扩散速率.