贮氢合金MmNi_(4.5)Mn_(0.5)电化学行为的研究

含有混合稀土元素Mm的贮氢合金MmNi_(4.5) Mn_(0.5)属CaCu_5型晶体结构.其晶胞参数a_0=4.75?;C_O=3.87?;v=75.63?:氢在此合金上的表观交换电流密度为7.0×10~5A/cm~2;常温常压下,测得其阴极贮氢量为210 mA h/g.提出了运用"阶梯式充电法"对贮氢电极材料进行活化的方法,对保护电极不受损害有一定的效果;给出了MmNi_(4.5)Mn_(0.5)贮氢合金电极在NaOH溶液中的循环伏安图,并据此初步探讨了碱性溶液中该电极上吸收氢的氧化反应机理.     

掺杂金属氧化物贮氢电极的电化学性能

研究了掺杂金属氧化物Fe3O4和Cr2O3贮氢电极MmNi3.5Mn0.4Co0.7Al 0.4(Mm: 混合稀土)的电化学性能.结果表明,Fe3O4和Cr2O3的掺杂均使贮氢电极的放电容量增大和充电效率提高,且活化性能得到改善,活化次数减少到3～5次.Cr2O3的掺杂可使贮氢电极的放电过电位减少3.0 mV、快速放电能力(放电电流密度为500 mA*g-1)提高8.1%,同时改善了电极的循环稳定性;在同样条件下,Fe3O4的掺杂使电极过电位增大50.2 mV、快速放电能力降低11.6%,并导致电极的电荷保持能力下降.从MmNi3.5Mn0.4Co0.7Al 0.4电极的综合性能考虑,Cr2O3的掺杂对改善贮氢电极的电化学性能是有利的.     

含有微量元素的触媒合金对高温高压合成影响的研究

在Ni_(40)Mn_(30)Fe_(30)触媒合金中加入了(0.1—O.2％)的B,B+N,Y,Ce,混合稀土。含B(或B+N)的触媒,明显地提高了金刚石的抗氧化性能,对平均抗压强度也有提高;此种触媒可以推广应用。稀土元素也有一定的作用。 我们把含有和不含有微量元素的Ni_(40)Mn_(30)Fe_(30)触媒片分半对称地组装在同一高温高压反应腔中,造成水平方向的微量掺杂原子的浓度梯度,研究了硼等微量原子对高温高压合成金刚石的影响,得到了一些有益的结果。     

钒掺杂Ni_3S_2/泡沫镍电极材料制备及其电催化析氢性能分析

氢能作为一种能量载体,具有清洁无污染、可再生、安全等优点,被誉为人类的终极清洁能源。因此发展高效、稳定的电催化析氢催化剂对可再生能源的转换利用至关重要。以偏钒酸铵为钒源,F127为结构调控剂,采用水-乙二醇混合溶剂体系制备了钒掺杂的Ni_3S_2/泡沫镍自支撑电极。通过X-射线光电子能谱(XPS)分析,掺杂钒的价态为+5价。通过研究该催化剂在1 M KOH碱性介质中的电催化析氢反应性能。发现钒掺杂的Ni_3S_2/泡沫镍自支撑电极具有优异的电催化析氢性能,在碱性介质中仅需要206 mV的过电势就可以产生50 mA·cm~(-2)的电流密度,低于没有钒掺杂Ni_3S_2/泡沫镍(226 mV)和空白NF(350 mV)需要的过电势,并且该催化剂在电流密度为70 mA·cm~(-2)时可以稳定10 h。性能结果说明金属掺杂优化了Ni_3S_2/泡沫镍自支撑电极的电催化析氢性能。     

富镧混合稀土镍铝系合金贮氢特性的研究

本文研究了以富镧混合稀土(简称Ml)为吸氢元素组成的MlNi_(5-x)M_x(M为Al等合金元素)合金的贮氢特性。测定了试验合金在不同温度下的等温线和动力学曲线及吸、放氢前后的品格常数的变化,计算出该合金氢化物的热焓和熵变,并就主要贮氢特性与MlNi_5和LaNi_5比较,说明本合金只有一系列的优点,特別是抗中毒和再生性能优良,是一种很有价值的贮氢合金。     

AB_3型La_(0.7)Mg_(0.3)Ni_(2.5)Co_(0.5)合金的相结构与放电容量衰退机理研究

本文以AB_3型La_(0.7)Mg_(0.3)Ni_(2.5)Co_(0.5)合金为研究对象,对合金电极在循环过程中的放电容量保持率、高倍率放电性能、氢扩散系数以及极化电流密度进行了研究.结果显示,该合金及其氢化物的相结构分别由单一的α和β型PuNi3相构成,虽然抑制了合金的氢致非晶化,但氢化物的衍射峰不仅向低衍射角方向偏移而且也有明显的宽化.随着循环次数的增加,合金的高倍率放电容量保持率与低倍率放电容量保持率基本一致,而氢扩散系数和极化电流密度却呈现出不同程度的增长和下降.因此,合金的电化学动力学性能受到表面反应活性的控制,表面劣化是合金电化学动力学性能衰退的主要因素.     

Mg-Ni-RE贮氢合金的研究进展

综述了近几年来国内镁基稀土贮氢材料的研究进展，介绍添加不同稀土和采用不同的工艺条件对Mg—Ni合金的贮氢量、吸放氢速度等贮氢性能的影响，总结了当前Mg—Ni—RE(RE＝La，Y，Ce，Pr，Nd)贮氢合金的研究现状和需要解决的主要问题，并提出了今后应用研究的方向．     

Interfacial behavior of Fe76Si9B10P5/Zn0.5Ni0.5Fe2O4 amorphous soft magnetic composite during spark plasma sintering process

Fe_(76)Si_9B_(10)P_5/Zn_(0.5)Ni_(0.5)Fe_2O_4 amorphous composite with micro-cellular structure and high electrical resistivity was prepared by spark plasma sintering(SPS) at 487 °C. XRD and SEM results showed that the Fe_(76)Si_9B_(10)P_5 alloy powders remained the amorphous state and the composite was dense. A fusion zone at interface of Fe_(76)Si_9B_(10)P_5 cell body and Zn_(0.5)Ni_(0.5)Fe_2O_4 cell wall was observed by TEM, which also indicates the formation of local high temperature. The interface bonding based on the formation of local high temperature in SPS process was observed. It is believed that the tip effect of Zn_(0.5)Ni_(0.5)Fe_2O_4 nanoparticles promotes the local discharging and plasmas creation in the gaps, and the discharging energy forms an instantaneous local high temperature to complete the local sintering and the densification of Zn_(0.5)Ni_(0.5)Fe_2O_4 particles at a low nominal sinter temperature. Simultaneously, the local high temperature stimulates the adjacent gaps discharging, thus facilitate the continuous formation of new discharging path. Finally, sintering and densification of the amorphous composite is complete.     

稀土在Ni_3Al中分布的STEM研究

采用STEM-ED研究了稀土在Ni_3Al奥氏体合金中的分布。结果表明,含有0.095wt％RE的Ni_3Al合金在450℃—480℃之间保温时,发现RE在奥氏体晶界有显著的偏聚。在950℃以上保温,晶界上没有发现RE的偏聚。同时,当Ni_2Al合金在550℃—650℃之间保温时,产生了含Ni、Al和RE的第二相均匀析出。     

Ti-6Al-4V合金镀渗Ni-P合金后的组织结构与耐磨性

本文对Ti-6Al-4V合全化学镀Ni-P合金后,在氩气中经1123K扩散0.5—7h试样的相组成、组织、硬度及耐磨性进行了研究。结果指出:渗层组织共分五层,其中最外层是由Ni_5P_2、Ni_3P和Ti_(1.7)P三种磷化物组成的混合物分布在Ni_3Ti基体上的复相组织,硬度高达HK900。 磨损试验在Skoda-Savin磨损试验机上进行。研究结果表明,Ti-6Al-4V经镀渗Ni-P后,从根本上消除了钛及钛合金在磨损过程中的粘着现象,从而极大地提高了耐磨性。     

球磨时间对AB5/10wt.%CNTs复合储氢合金电化学性能的影响

将Mm(NiCoMnAl)5合金与CNTs均匀混合后机械球磨制备Mm(NiCoMnAl)5/10wt.%CNTs复合储氢合金.用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学测试方法研究复合合金的结构和电化学性能.结果表明:Mm(NiCoMnAl)5/10wt.%CNTs复合合金主要具有CaCu5结构,在其表面键合了众多的CNTs.随球磨时间增大,复合合金中CNTs含量逐渐减少.复合合金的最大放电容量、循环稳定性和高倍率放电性能随球磨时间的增大呈现出先增大后减小的变化规律,其中球磨时间为5h时,最大放电容量达到最大值291.9mAh/g;当球磨时间为3h时,合金电极经60次充放电循环后的容量保持率高达91.2%,且具有最佳的高倍率放电性能.     

Mg+x% Mm(NiCoMnAl)5复合储氢材料吸放氢性能研究

采用高能球磨法制备了Mg x%Mm(NiCoMnAl)_5(x=10、20、30和40)纳米晶和非晶混合结构的复合储氢材料,并对其结构和吸放氢性能进行了研究．XRD结果表明,Mg与Mm(NiCoMnAl)_5球磨200h后有Mg_2Ni和La_2Mg_(17)相生成．吸氢动力学研究发现,在423K和3．4 MPa下,随着x增大,吸氢速率和最大吸氢量都出现了先增大后减小的趋势．当x=20时,复合材料的吸氢性能达到最佳,其最大吸氢速率达到0．45%/s,50s内即可吸氢3．6%．热重分析结果表明,Mg的氢化物相放氢温度降低到259℃(x=40)．     

电沉积镍-储氢合金复合电极的析氢电催化性能

采用电沉积方法制备了镍-稀土储氢合金(Ni—AB5)复合电极，利用稳态极化曲线及电化学交流阻抗技术研究了该电极在28％KOH溶液中的析氢电催化性能，并用扫描电镜观测了电极的表面形貌．结果表明，与电沉积纯Ni电极相比，Ni—AB5复合电极具有较低的析氢过电位和电化学反应阻抗以及较大的交变电流密度和比表面积，在纯Ni及Ni—AB5电极上析氢反应的标准活化自由焓分别为74．2kJ／mol和39．8kJ／mol，即Ni—AB5复合电极表现出较高的析氢电催化活性．复合电极在碱性溶液中的析氢反应符合Volmer—Heyrovsky历程，电化学脱附为反应速度的控制步骤．     

Gd—Ni二元系富Ni合金相图

本文用X射线衍射及差热分析方法测定了Gd—Ni二元系富Ni合金相图,Ni含量为50—100at％。在这个成分范围内,观察到如下七个金属间化合物:GdNi(1280℃同成分熔化),GdNi_2(1010℃包晶分解),GdNi_3(1110℃包晶分解),Gd_2Ni_7(1200℃包晶分解),GdNi_4(1270℃包晶分解),GdNi_5(1470℃同成分熔化)和Gd_2Ni_(17)(1285℃包晶分解)。存在二个共晶反应:GdNi—GdNi_2(880℃,～56at％Ni)和Gd_2Ni_(17)—Ni(1275℃,～95at％Ni):Gd在Ni中无明显的固熔度。     

Na_(0.7)Ni_(0.5)Mn_(0.3)Fe_(0.2)O_2正极材料的制备及其储钠性能

为提升钠离子电池的储钠性能,采用溶胶-凝胶法合成了Na_(0.7)Ni_(0.5)Mn_(0.3)Fe_(0.2)O_2层状金属氧化物正极材料,并探讨了柠檬酸含量对材料形貌、结构和电化学性能的影响.形貌和结构分析表明,所得电极材料的成分主要为多晶Na_(0.7)Ni_(0.5)Mn_(0.3)Fe_(0.2)O_2,并伴有少量Ni O;随着柠檬酸含量的增加,Na_(0.7)Ni_(0.5)Mn_(0.3)Fe_(0.2)O_2的颗粒尺寸减小但团聚现象更加明显.电化学测试结果表明,当柠檬酸与金属氧化物的物质的量比为0.3∶1时,所得Na_(0.7)Ni_(0.5)Mn_(0.3)Fe_(0.2)O_2正极材料具有最优的电化学性能,其首圈放电比容量高达128.1 mA·h/g,经50次充放电循环后,仍能释放出91.6 mA·h/g的可逆比容量.此外,Na_(0.7)Ni_(0.5)Mn_(0.3)Fe_(0.2)O_2正极材料还拥有良好的倍率特性,在1.0 C高倍率下,其放电比容量可达84.4 m A·h/g,在快速充放电钠离子电池应用方面展现出良好的前景.     

纳米多孔Ni-Co电极的制备及其电催化析氢性能

采用真空电弧熔炼与快速凝固相结合的方法制备了Ni_(30)Al_(70)、Ni_(10)Co_(20)Al_(70)合金条带,经过电化学脱合金化除Al,成功得到多孔Ni电极、纳米多孔Ni-Co电极.通过XRD、SEM等微观技术表征了电极的相结构和表面形貌.运用电化学线性扫描(LSV)、电化学阻抗谱(EIS)等手段研究了电极在w(NaOH)=20%溶液中的析氢反应(HER)电催化活性.结果表明:与纳米多孔Ni电极相比,纳米多孔Ni-Co电极具有低的析氢过电位、低的析氢反应电阻及高的比表面积.     

合成YNi_5中的几个问题

在制备合金粉末中,还原—扩散是一个重要的方法。曾用还原扩散法制备过SmCo_5,LaNi_5,NdNi_5。本文选用温度范围在950—1050℃,恒温时间为4小时,在氢气氛下用还原扩散方法制备得到(Y_(1-x)Ca_x)Ni_5,而不是纯YNi_5。用类似方法均可得到纯的SmCo_5,LaNi_5,NdNi_5。还原剂CaH_2中Ca是否会进入到合金的晶格中去,是值得研究的问题。添加Cu将会有利于Ca进入晶格,降低Y-Ni合金的平台压力(对吸氢材料),这些亦是值得进一步研究的问题。     

Ni-Cu合金的脱合金制备及其析氢电催化性能

通过真空熔炼与固溶处理相结合的方法获得Ni_(30)Mn_(70)和Ni_(20)Cu_(10)Mn_(70)前驱体合金,经电化学脱合金化法制备纳米多孔Ni及Ni-Cu合金,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分析合金相组成和微观结构,运用线性扫描伏安法、交流阻抗、方波电位法及计时电位法研究电极的析氢电催化性能.结果表明:纳米多孔Ni-Cu合金电极具有较高的电催化析氢性能,在0.1 A/cm~2电流密度下,析氢过电位仅19 mV,具有较好的电化学稳定性.     

混合稀土掺杂对非枝晶合金电化学性能的影响

本文研究了对非枝晶结构拉弗斯相阴极贮氢合金的混合稀土掺杂，以期进一步改进合金的动力学性能ＸＲＤ、ＥＰＭＡ及金相分析表明，混合稀土在合金中形成分散的Ｍｍ－Ｎｉ微小合金颗粒，在强碱性电解质的作用下，合金表面偏析出的疏松的混合稀土氢氧化物Ｍｍ（ＯＨ）。有利于镍原子簇对氢电极反应的催化作用     

混合稀土掺杂对非枝晶合金电化学性能的影响

本文研究了对非枝晶结构拉弗斯相阴极贮氢合金的混合稀土掺杂，以期进一步改进合金的动力学性能，ＸＲＤ、ＥＰＭＡ及金相分析表明，混合稀土在合金中形成分散的Ｍｍ－Ｎｉ微小合金颗粒，在强碱性电解质的作用下，合金表面偏析出的疏松的混合稀土氢氧化物Ｍｍ（ＯＨ）３有利于镍原子簇对氢电极反应的催化作用。