固溶和时效处理对新型低钴高温合金组织和高温力学性能的影响

采用真空感应熔炼方法制备了一种新型低钴高温合金,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和电子万能试验机等研究了固溶处理和高温时效处理对合金组织和高温拉伸性能的影响。结果表明:低钴高温合金铸态组织中包含(γ+γ′)共晶组织、富W/Ta的MC_((1))碳化物和富Ta/Hf的MC_((2))碳化物,以及大小两种尺寸的γ′相,Hf、Ta元素明显偏析于枝晶间。随着固溶温度升高和时间延长,(γ+γ′)共晶组织逐渐回溶、元素偏析消除,小尺寸γ′相的含量升高。固溶过程中MC_((1))碳化物逐渐溶解,边缘转变为富W的M6C型碳化物,MC_((2))中Hf含量升高而Ta含量降低。经1295℃固溶处理6 h及1090℃高温时效8 h后,合金中的共晶组织的体积分数降至1.3%,具有较好的高温拉伸性能。

Fe部分替代Cu对低钴AB_5型贮氢合金相结构和电化学性能的影响

为了获得既具有较高电化学容量又具有良好循环稳定性的低钴AB5型贮氢合金,研究了Fe部分替代Cu对低钴AB5型贮氢合金相结构和电化学性能的影响.采用真空感应熔炼方法,制备了一系列含Cu和Fe的低钴AB5型贮氢合金LaNi3.55Mn0.35Co0.20Al0.20Cu0.85-xFex(x=0.10,0.20,0.25,0.40,0.60).粉末X射线衍射(XRD)分析表明,合金含有单一CaCu5型六方结构的LaNi5相,Fe部分替代Cu并没有改变合金的本体相结构,但随着Fe含量的增大,晶格参数a,c和晶胞体积V增大.电化学性能测试表明,随着x增加,合金的放电容量和高倍率放电能力降低,但是循环稳定性得到了显著提高.当x从0.10增加到0.60时,合金的200周循环稳定性(S200)从77.6%提高到89.9%.Fe替代Cu有利于提高合金的循环稳定性,这主要是随着Fe替代量增大,晶胞体积增大,晶格体积膨胀率明显减小,合金的抗粉化能力增强.

多元低钴稀土基贮氢合金及其电极特性

本文根据多元合金化原则设计了一系列电极用低钴 AB5型贮氢合金。并对其组织、不同温度和不同倍率的电化学性能、P- C- T特性进行了研究。结果表明 ,用多元合金化降低 Co含量后 ,合金的放电容量虽有不同程度的降低 ,但可明显改善其充放电循环稳定性 ,且各种合金在 2 0℃时 1 C和 0 .2 C的放电比率、0 .2 C充放电时 40℃和2 0℃的放电比率均基本保持不变。低 Co合金具有更低的平台压。

低钴AB_5型稀土系贮氢电极合金的研究

为了进一步降低AB5型混合稀土系贮氢合金的成本,采用Cr,Si,Cu替代Co和调节化学计量比的方法制备低钴AB5型贮氢合金。结果表明:3种取代元素在寿命方面的效果依次为Si>Cr>Cu,在放电容量和活化性能方面依次是Cu>Cr>Si。Cr,Cu,Si只有少量的替代才可能发挥其有利影响;通过非化学计量比的调节,低钴混合稀土系贮氢电极合金的放电容量、活化性能及倍率放电能力都能较好地达到实用要求,但是循环寿命有待提高。

低钴无钴贮氢合金研究的进展

综述了低钴、无钴贮氢合金的研究进展,总结评价了开发低钴、无钴贮氢合金的理论指导-循环稳定性理论和开发低钴无钴贮氢合金的一系列方法,其中包括成分的探索方法和特种工艺的运用及在低钴无钴贮氢合金的研究方面取得的成果。

硼对低钴AB_5型贮氢合金循环寿命的影响

为了提高低钴 AB_5 型贮氢合金的电化学循环稳定性,在低钴 AB_5 型贮氢合金中加入微量的硼,用真空快淬工艺制备了稀土系低钴 AB_5型 MmNi_(3.8)Co_(0.4)Mn_(0.6)Al_(0.2)Bx_(x=0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4)贮氢合金,分析测试了铸态及快淬态合金的电化学性能及微观结构,研究了硼对铸态及快淬态合金微观结构及循环寿命的影响。结果表明,硼能大幅度提高铸态及快淬态低钴 AB5型贮氢合金的电化学循环稳定性,但其作用机理是完全不同的。

快淬工艺对低钴AB_5型贮氢合金电化学性能的影响

研究了快淬工艺对稀土基低钴AB5型LaxMm1-x(NiMnSiAlFe)4.7Co0.2(x=0、1)贮氢合金的电化学性能及其微观结构的影响。研究结果表明,快淬改善了两种合金的循环稳定性,其主要原因是快淬使合金的晶胞体积增大,且使合金的晶粒细化;快淬对La含量x=0合金的循环寿命的增加幅度尤其明显,主要是因为快淬使该合金的晶粒更为细小。La替代Mm使合金的放电容量提高,其原因是La替代Mm抑制了第二相Ce2Ni7相的形成,并使合金的晶胞体积增大。

退火对稀土系AB_5低钴贮氢合金的影响

为提高多元替代低钴贮氢合金MlNi3.8Al0.27Mn0.36Co0.24Cu0.15Cr0.1Zn0.05Fe0.05的电化学性能,研究了850℃与1050℃两种温度退火对合金的微观结构、组织以及电化学性能的影响。XRD分析表明,退火降低了合金的晶格应力和缺陷,同时使得合金的单胞体积增大。电化学测试结果表明,退火合金的放电容量明显提高,其中1050℃退火后合金的最大放电容量达到315mAh/g,比铸态合金提高26mAh/g。退火使得合金的高倍率放电性能略有降低,但仍达到96%,退火提高了合金的循环稳定性。

低钴储氢合金Ml_(0.9)Mg_(0.1)Ni_(3.4)Co_(0.3)Al_(0.3)电化学性能研究

为了降低AB_5型储氢合金的成本,对低钴的Ml_(0.9)Mg_(0.1)Ni_(3.4)Co_(0.3)Al_(0.3)合金的组织结构和性能进行了研究,并与工业储氢合金MmNi_(3.55)Co_(0.75)Mn_(0.4)Al_(0.3)进行了对比。实验结果表明：此低钴合金是由LaNis主相和LaNi_3第二相构成。它们的储氢量(ω,％)分别为1.36％和1.37％,最大放电容量分别为320 mAh／g和324 mAh／g,循环稳定性为：300次充放电循环后,2种合金剩余容量都是88％。但Ml_(0.9)Mg_(0.1)Ni_(3.4)Co_(0.3)Al_(0.3)的高倍率放电性能明显优于MmaNi_(3.55)Co_(0.75)Mn_(o.4)Al_(0.3)合金。主要原因是由于LaNi_3第二相的生成不仅提高了合金颗粒表面的电化学催化活性,而且提高了结构韧性从而抵消了低钴合金颗粒粉化的不利影响。

石材切割锯片低钴结合剂配方的研制

本文对石材锯片中结合剂对金刚石的把持力进行了试验研究.在不损失结合剂把持力的前提下,提出了以铁代钴,采用铁+铜+低钴的设计,研制出一种新型的低钴结合剂配方和相应的烧结工艺.大大降低了锯片制造成本,提高了经济效益.用该配方生产的锯片经过现场使用,证明效果很好.

快淬对低钴贮氢合金的电化学性能影响

为改善低钴贮氢合金的综合电化学性能,对其进行不同速度的快淬处理。结果表明:合适的快淬速度不仅可以大幅度的提高放电容量,而且明显的改善合金的循环稳定性和放电电压特性。18m/s快淬低钴合金具有较好的综合电化学性能。但快淬使得合金的活化性能有所降低。利用X射线衍射、扫描电镜对铸态及快淬合金进行微观分析,讨论了快淬对低钴贮氢合金电化学性能的影响机理。

退火对低钴贮氢合金的影响

研究了850℃与1 050℃两种温度退火对多元替代低钴贮氢合金MlNi3.8Al0.27Mn0.36Co0.24Cu0.15Cr0.1Zn0.05Fe0.05的微观结构、组织以及电化学性能的影响。XRD分析表明退火降低了合金的晶格应力和缺陷,同时使得合金的单胞体积增大。电化学测试结果表明,退火合金的放电容量明显提高,其中1 050℃退火后合金的最大放电比容量达到315.3 mAh/g,比铸态合金提高25.9 mAh/g。退火使得合金的高倍率放电性能略有降低,但仍保持在96%以上。退火可获得与铸态合金不同的微观结构是合金循环稳定性提高的主要原因。

化学镀镍对低钴贮氢合金放电性能的影响

研究了化学镀镍对两种低钴贮氢合金粉末颗粒形态和放电性能的影响。结果表明:化学镀镍能提高低钴贮氢合金的循环稳定性、放电电位以及合金的高倍率放电性能,活化性能也有所改善。化学镀镍后,1C倍率放电容量达到0.4C放电容量的98.42%,表明化学镀镍是提高低钴贮氢合金高倍率放电的重要途径。化学镀镍后,一种合金的放电容量提高了27.0 mAh/g,另一种合金的放电容量降低6.5 mAh/g。SEM分析表明:合金在化学镀镍过程中发生吸氢反应,导致某些合金粉末开裂与粉化,以及有效合金量减少。有效合金量的减少是合金粉末放电容量降低的一个重要原因。

镀镍对多元替代低钴贮氢合金的电化学性能影响

研究了化学镀镍对低钴贮氢合金粉末颗粒形态和电化学性能的影响。结果表明,镀镍能明显提高低钴贮氢合金的放电容量、1C高倍率放电性能及循环稳定性,对活化性能亦有改善。SEM分析表明,化学镀镍过程中伴有吸氢反应。分析了镀镍对低钴贮氢合金电化学性能的影响机理。

快淬对低钴贮氢合金的电化学性能影响

为改善低钴贮氢合金的综合电化学性能,对其进行不同速度的快淬处理。结果表明,合适的快淬速度不仅可以大幅度的提高放电容量,而且明显的改善合金的循环稳定性和放电电压特性。18 m/s快淬低钴合金具有较好的综合电化学性能,但快淬使合金的活化性能有所降低。利用X射线、扫描电镜对铸态及快淬合金进行微观分析。分析了快淬对低钴贮氢合金电化学性能的影响机理。

镀镍对低钴贮氢合金电化学性能的影响

研究了化学镀镍对低钴贮氢合金粉末颗粒形态和电化学性能的影响。结果表明,镀镍能明显提高低钴贮氢合金的放电容量及循环稳定性,对活化性能亦有改善。SEM分析表明,化学镀镍过程中伴有吸氢反应。分析了镀镍对低钴贮氢合金电化学性能的影响机理。

退火对稀土系AB5低钴贮氢合金性能的影响

研究了600与900℃两种温度退火对低钴贮氢合金MI（NiMnAlCuFeSnZn）4.7CO0.3的微观结构、组织以及电化学性能的影响。XRD分析表明退火降低了合金的晶格应力和缺陷，同时使得合金的单胞体积增大。电化学测试结果表明，退火处理后合金的放电容量有所提高，循环稳定性有所改善。

AB_5型低钴含铁贮氢合金电极材料的研究进展

综述了AB5型低钴含铁稀土系贮氢合金的最新研究情况,及对提高AB5型贮氢合金综合性能所进行的探索。重点介绍了近年来国内外低钴含铁稀土系贮氢合金在合金成分设计,制备工艺及热处理方面的研究进展,阐明了低钴稀土系贮氢合金的发展前景。

低钴AB_5型贮氢合金的制备与研究

用均匀设计试验方法设计系列含Fe低Co AB5型贮氢合金B侧配比,以放电容量、活化次数、容量保持率及放电平台中值电位为多目标函数,采用逐步回归分析方法和最小二乘法及黄金分割一维寻优手段进行最优化处理,确定了最优化的B侧合金元素的摩尔比:Mm0.8La0.2Ni4.0Mn0.5Al0.3Co0.37Fe0.13(AB5.3)。新型含Fe低Co MmB5型贮氢合金是单相CaCu5型结构,Co含量为4.97%,放电容量达307.3 mAh.g-1(极片),活化次数为两次,500次循环后容量保持率为78.9%,高温容量为277.2 mAh.g-1(55℃),低温容量为197.3 mAh.g-1(-30℃),3C放电容量为275.4 mAh.g-1。