Reduction of Pt Usage in Fuel Cell Electrocatalysts Using Carbon Nanotubes and Non-Pt Metals

The high-priced and limited Pt constitutes a high barrier to commercialization of fuel cells. Pt is essential for the electrode catalyst of polymer electrolyte fuel cells （PEFCs）. A reduction in Pt usage is one of the key requirements for the commercialization of fuel cells for use in everyday life, because of its high price and limited availability, and the difficulty of finding suitable substitutes. Non-Pt fuel cell catalysts will decrease the demand for Pt by PEFCs, enabling more Pt to be available for use in other essential products, and make fuel cells more popular. The cheaper Mo2C is known to possess similar catalytic activities and electronic structures to Pt. Carbon black （CB） is widely used as the support for Pt nanoparticles. However,     

Mo2C@W2C@C的制备及其电催化性能影响因素研究

传统的贵金属催化剂因资源有限和价格昂贵问题限制其电解水产氢在实际生产生活中的应用,因此开发高效低成本的电催化剂是实现电解水大规模化应用的关键.非贵过渡金属不仅地球含量丰富、价格低廉,而且由于这类金属的碳化物形式具有类铂的电子结构从而对电解水析氢反应具有良好的催化性能.本文围绕钼和钨两种热稳定性良好、酸碱稳定性优异的过渡...     

难熔金属钽、钼、钨的高温高压状态方程及声速的第一性原理研究

难熔金属的高压熔化曲线在动-静高压实验之间存在巨大争议,而在发生冲击熔化之前是否存在固-固相变是目前的研究热点问题.本文以3种典型难熔金属钽、钼、钨为例,通过第一性原理晶格动力学方法,计算了钽、钼、钨的声子色散曲线.采用准谐近似的方法,获得了Hugoniot状态方程以及Hugoniot声速.对于钽和钨的声速计算表明,其基态体心立方结构在高压下一直保持其稳定性;而钼的晶格动力学计算表明其基态结构的稳定性在高压下消失,而钼的Hugoniot声速在175–275GPa区域内发生了拐折,这一结果证实了冲击波实验中对于钼的声速测量的结果:在210GPa压力附近声速发生间断.     

BaC2高压相R3m的电子结构与力学性质的第一原理

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究BaC₂高压相R3m的晶体结构、 力学、  热力学和电子结构等性质. 计算结果表明:  BaC₂的I4mmm相较高压相R3m的离子性更强. 在0 K 时, 由BaC₂的I4mmm相转变为R3m相的压强为3.6 GPa, 与实验结果相符. 高压相R3m的弹性常数满足波恩\|黄昆判据, 因而其晶格力学性质稳定. 布居数分析表明, 在高压下, 从Ba原子至C原子的电荷转移在I4mmm至R3m相变过程中所起的作用较大.      

含Hf和Ta新型镍基高温合金粉末中碳化物相

对含Hf和Ta新型镍基高温合金FGH98Ⅰ等离子旋转电极(PREP)雾化原始和不同温度下预热处理粉末中的碳化物相进行了研究.结果表明:原始粉末中MC′型碳化物可分为两类,一类为富Ti、Ta和Nb,另一类为含Ta、Hf和Zr.两类碳化物均含有一定量非碳化物形成元素Co和Ni及中等强碳化物形成元素Cr和Mo,并以块状、粒状分布于枝晶或胞晶间;随着预热处理温度升高,粉末中富Ti、Ta和Nb的MC′型碳化物转变为MC型碳化物,且其所含Ti、Ta和Nb的总量增大;含Ta、Hf和Zr的MC′型碳化物发生分解和转变,析出稳定的M23C6、M6C和MC型碳化物,M23C6碳化物的析出和溶解温度为950℃和1150℃,M23C6和M6C碳化物共存温度为1000～1100℃.另外,粉末中微量元素Hf和Ta主要以碳化物和γ′相参与碳化物反应.     

析出强化与孪晶强化在Fe--24 Mn--3 Si--3 Al TWIP钢退火过程中的作用机制

对Fe-24Mn-3Si-3Al TWIP钢在不同退火工艺下进行力学性能测试,采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和透射电子显微镜(TEM)观察钢的微观组织形貌.结果表明:随着退火温度和保温时间的变化,TWIP钢的力学性能并不符合常规的单调上升或下降的规律,而在退火温度为800℃、保温10 min和退火温度为900℃、保温20 min时发生波动.退火温度为800℃、保温10min条件下,钢的主要强化机制为析出强化,析出相(Fe,Mn)23C6的增多导致屈服和抗拉强度升高;退火温度为900℃、保温20 min条件下,钢中的析出相并未有明显的变化,而二次孪晶的产生及孪晶相互交割成为抗拉强度增加的主导因素.     

8407钢与4Cr5MoSiV1钢纵横向热疲劳性能研究

采用自约束热疲劳试验方法,在相同的热处理条件下,对比研究了8407,4Cr5MoSiV1钢的纵横向热疲劳特性,观察分析了两种钢的热 形貌及深度,并选择典型试样进行扫描电镜分析,结果表明,8507钢比4Cr5MoSiV1钢的碳化物颗粒较小,而且分布均匀,从而表现出较好的热疲劳性能,尤其是4Cr5MoSiV1钢的横纵向热疲劳性能差异较8407钢大,即8407钢的各向同性要优于4Cr5MoSiV1钢,与两种钢的横纵向冲击韧性的比值相对应。     

WC,TiC,Fe3 C及Co2C的价电子结构与性能的分析

运用固体与分子经验电子理论计算了几种过渡族金属碳化物的价电子结构,发现碳化物的主要价电子结构参数主键键能与碳化物的熔点、硬度及生成焓之间存在着很好的相关性.     

塑性变形加速钢中碳化物球化过程的机理探讨

本文在讨论钢中碳化物球化的三种途径的基础上，着重讨论了钢经塑性变形后可明显加速片状碳化物在高亚相变温度下球化过程的效果与机理，并提出这种塑性变形和低温快速退火相结合的工艺在生产中的实用意义。     

CSP生产Ti微合金化高强钢中纳米碳化物

采用光学金相、电子显微术和化学相分析的方法并结合热力学计算,分析了紧凑式带钢生产(CSP)的Ti微合金化高强钢中的析出物及其析出规律.研究发现:高强钢中存在微米尺寸的立方TiN析出和大量纳米尺寸的析出物粒子;钢中MX相(M=Ti,Mo,Cr;X=C,N)的质量分数为0.0927%,其中10 nm以下的析出物占26.9%;均热之前和均热过程TiN已基本全部析出,连轧前TiC不具备析出的热力学条件;降低钢中N和S含量、严格控制卷取温度可增加TiC的体积分数,降低γ→α相变温度可以阻止细小碳化物长大.结果表明,析出物总的沉淀强化效果约为156 MPa,并能通过化学成分和工艺的控制进一步增强.