La-Mg-Ni-Co系新型稀土储氢合金研究进展

简要地总结了储氢合金的研发、应用现状以及未来的发展方向。结合作者在本领域的研究,重点介绍了La-Mg-Ni-Co系AB3型和A2B7型储氢合金。La-Mg-Ni-Co型储氢合金具有电化学容量高、易活化、动力学性能优异等特点,极有可能替代目前广泛使用AB5型稀土储氢合金。扼要地综述了AB3型和A2B7型储氢合金在元素替代、制备工艺、合金结构调控和性能改进等方面的研究进展,分析和指出了La-Mg-Ni-Co系储氢合金研究和应用需要解决的主要问题和可能的途径。

快淬La-Mg-Ni系贮氢合金的电化学性能及微观结构

采用铸造及快淬工艺制备了La—Mg-Ni系（PuNi3型）贮氢合金La0.7Mg0.3Ni2.55-Co0.45Cux（x=0～0．4），分析测试了铸态及快淬态合金的电化学性能与微观结构，研究了Cu替代Ni及快淬工艺对合金微观结构及电化学性能的影响。结果表明：铸态及快淬态合金具有多相结构，包括（La，Mg）Ni3相和LaNi5相和一定量的LaNi2相。快淬处理对合金的相组成没有影响，但使合会的衍射峰趋于均匀一致。Cu替代Ni使合金的电化学容量下降，但使合金的循环稳定性及放电电压特性得到改善。快淬可提高合金的循环稳定性，但使合金的容量下降。

快淬La-Mg-Ni系贮氢电极合金的结构与电化学性能

铸态及快淬态 La_2Mg(Ni_(0.85)Co_(0.15))_9Cr_(0.1)贮氢电极合金主要由(La,Mg)Ni_3相(PuNi_3型结构),LaNi_5相以及少量的 LaNi_2相组成,各相的含量与淬速有关。与铸态合金相比较,快淬态合金放电平台电压降低,快淬使合金的循环寿命都有不同程度的提高。铸态和快淬态合金均具有良好的活化性能。

La-Mg-Ni系储氢合金储氢性能研究

采用快淬法制备了不同镁含量的La-Mg-Ni系储氢合金,并研究了La-Mg-Ni系储氢合金的储氢特性.结果表明,La-Mg-Ni系储氢合金主要由LaNi5和LaNi3两相组成;随着镁含量的增加,储氢合金的吸放氢平台压力降低,吸氢量提高;与化学计量比储氢合金相比,非化学计量比的储氢合金平台压力提高;在1173 K热处理4 h后,储氢合金具有较好的吸/放氢平台性能,其吸氢量可达1.59%.

La-Mg-Ni系贮氢电极合金的研究进展

综述了La-Mg-Ni系贮氢合金电极的研究进展,包括合金材料的组成、结构、制备方法及表面处理工艺等,着重介绍了AB3型和A2B7型合金的电化学性能,分析讨论了各种替代元素对合金性能影响的原因,提出了未来La-Mg-Ni系贮氢合金应用研究的方向。

铸态和退火态A_2B_7型La-Mg-Ni系合金的电化学研究(英文)

为了改善铸态La3MgN i14合金的电化学性能,在0.3 MPa氩气气氛下对La3MgN i14合金进行了10 h退火处理,退火温度分别为1 123,1 223和1 323 K。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学实验研究了合金的微观结构和电化学性能。结果表明,铸态及1 123 K温度退火后的合金由LaN i5相、(La,Mg)2N i7相以及少量的LaN i2相组成。1 223 K温度退火后合金含有LaN i5,(La,Mg)2N i7和(La,Mg)N i3相。1 323 K温度退火后合金的主相为LaN i5和(La,Mg)N i3相。与铸态合金相比,退火后合金组织更加均匀,晶粒长大。随着退火温度的增加,合金的一些电化学性能(如最大放电容量、放电效率、循环稳定性)以及动力学参数(如高倍率放电性能)增强,而电位差和电荷迁移电阻降低。在本研究范围内,为了放电容量和循环稳定性之间的平衡,铸态La3MgN i14合金的适宜退火温度为1 323 K。

La-Mg-Ni系贮氢合金/ZnO催化剂CVD法制备碳纳米管

贮氢合金催化生长碳纳米管是当今研究的一个热点。我们采用溶胶一凝胶法合成I五一Mg—Ni系贮氢合金／ZnO催化剂，在化学气相沉积法下催化裂解丙烯生长碳纳米管。实验结果表明，随着还原温度和长碳温度的不断降低，La—Mg—Ni系贮氢合金／ZnO催化剂催化生长的碳纳米管产量先增大再减小，呈正态分布，其中在650—600℃条件下可得到产量较高且管径较大的碳纳米管。

La-Mg-Ni系贮氢合金的研究进展

La-Mg-Ni系贮氢合金是最具希望的新一代Ni-MH电池的负极材料,本文阐述了该合金系研究的主要进展,分析了La-Mg-Ni系电极合金性能的主要影响因素,就提高La-Mg-Ni系电极合金电化学循环稳定性的问题提出了看法。

Mg-Ni系储氢合金电极研究最新进展

综述了Mg -Ni系储氢合金的研究情况 ,总结了当前提高Mg -Ni系储氢合金、特别是Mg2 Ni型储氢合金电极性能所采用的主要方法 ,如机械合金化、组元调整。

两步法制备Mg-Ni系贮氢合金及其表面改性

采用先在高温下烧结使元素充分扩散,然后再球磨的两步法制备了一系列的Mg Ni系贮氢合金Mg2Ni、Mg1.7 Al0.3Ni、Mg1.7Ti0.3Ni和Mg1.9Ti0.1Ni0.8Al0.2,研究了将Mg2Ni用Ti、Al部分替换Mg和化学镀对合金电极的影响,并对试样进行了XRD分析和电化学性能测量。结果表明Mg1.7Al0.3Ni合金中形成一种新相,该相具有面心立方结构,晶格常数为0.604nm,Mg1.7Al0.3Ni的电化学容量较高,这应与这种新相的形成有关。这一结论对用两步法制备Mg Ni系贮氢合金有意义。该合金经次磷酸钠作还原剂的碱性化学镀镍后,电化学容量有非常明显的提高,但对循环稳定性的改善不明显。

Mg-Ni系贮氢合金的改性

Mg-Ni系贮氢合金虽储氢量高,但放氢温度高、吸放氢动力学性能差,限制了合金的广泛应用。为克服Mg-Ni系贮氢合金的这些缺点,开发贮氢量大、吸放氢性能好的贮氢合金,采用各种方法对合金进行改性。为进一步了解Mg-Ni系贮氢合金方面的研究进展,调研了国内外在Mg-Ni系贮氢合金改性方面研究进展,主要从合金表面处理、成分调节以及纳米处理这3个方面进行了阐述。

磁热处理对La-Mg-Ni-Co合金微结构与电化学性能的影响

考察La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5合金分别在铸态、热处理及磁热处理3种状态下的微结构及其电化学性能。通过XRD衍射及SEM分析贮氢合金的物相组成和电极合金循环后的形貌,研究Co部分替代Ni以及有无外加磁场下热处理对合金微结构与电化学性能的作用规律。结果表明:经Co部分取代的La-Mg-Ni铸态合金经过50次循环后,放电容量保持率从64.46%提高到74.80%;经磁热处理后,La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5合金的最大放电容量为324.80 mA·h/g,较常规热处理合金的容量提高了10.59%,放电容量保持率为83.07%,其放电平台更为宽广且平坦;磁热处理的引入进一步降低贮氢合金电极的极化电阻,改善合金电极动力学性能。

La-Mg-Ni基(PuNi_3型)贮氢合金的微观结构与电化学性能

用铸造及快淬工艺制备了La Mg Ni 系(PuNi3 型)贮氢合金La2Mg(Ni0.85 Co0.15)9Bx(x=0、0.1、0.2),分析测试了铸态及快淬态合金的微观结构与电化学性能,研究了硼及快淬工艺对合金微观结构及电化学性能的影响。结果表明,铸态合金具有多相结构,主相包括(La, Mg)Ni3 相和LiNi5 相,残余相为一定量的LaNi2 相和微量的Ni2B相,经快淬处理后Ni2B相消失,并且其它相的相对量随淬速的变化而变化。硼的加入提高了铸态及快淬态合金的循环稳定性,但使合金的容量下降。不含硼合金的容量随淬速的增加而单调减小,含硼合金的容量随淬速变化有一个极大值。合金的循环寿命随淬速的增加而增加,铸态及快淬态合金均有优良的活化性能。

La_(1-x)Sr_xCo_(0.2)Fe_(0.8)O_3系阴极材料制备及表征

固体氧化物燃料电池 (SOFC)是一种先进的能量转换装置 ,具有高效、无污染、环境友好等优点 ,阴极材料是它的重要组件。La1 -xSrxCo0 2 Fe0 8O3钙钛矿结构氧化物是一类性能优异的离子 电子混合导体 ,可作为其阴极材料。本文采用固相反应法制备出固体氧化物燃料电池的多孔阴极材料La1 -xSrxCo0 2 Fe0 8O3(LSCF ,x =0 1～ 0 6 ) ,通过XRD ,TG DTA等测试技术研究了LSCF的结构与制备过程 ,采用直流四探针法测试了样品的电导率 ,同时测定了这类组成样品的热膨胀系数。结果表明 ,制备的样品为单一钙钛矿相 ,随着Sr含量增加 ,XRD衍射峰值向高角度方向稍有偏移。电导率随着温度及Sr含量的变化出现极大值 ,其导电机理在低温下是以小极化子跃迁机理为主 ,高温下则是氧空位的电荷补偿占主导地位。

La_2O_3掺杂对Mn-Co-Ni系NTC热敏电阻材料性能的影响

采用传统陶瓷工艺制备了Mn1.6Co0.8Ni0.6O4–xLa2O3(x=0,0.01,0.03,0.05,0.07)系列NTC热敏电阻样品,运用XRD、SEM和电性能测试等手段,研究了La2O3掺杂对样品相结构和电性能的影响。结果表明:所制掺杂样品均由尖晶石相和钙钛矿相组成,其中钙钛矿相的名义组成可用化学式La(Mn-Co-Ni)O3表示,随着La2O3掺杂量x由0增加到0.07,Mn-Co-Ni系NTC热敏电阻材料的电阻率由643.cm增加到912.cm,相反地材料常数B值却由3 464 K减小到3 393 K。

La2O3—TiO2系陶瓷物相与介电性能研究

固相法合成Ｌａ２Ｏ３－ＴｉＯ２系陶瓷介质材料，ＸＲＤ、ＳＥＭ、ＥＤＳ分析其结构、形貌和成分。高精度电容测量仪测试其介电性能。Ｌａ２Ｏ３／ＴｉＯ２比１∶２、２∶１９组分可获得极低介质损耗，ＸＲＤ分析主晶相为Ｌａ２Ｔｉ２Ｏ７和Ｌａ４Ｔｉ９Ｏ２４。Ｌａ２Ｏ３／ＴｉＯ２比１∶３组分可获得Ｌａ２／３ＴｉＯ３、Ｌａ４Ｔｉ９Ｏ２４复相、缺陷型钙钛矿相Ｌａ２／３ＴｉＯ３不利于介质损耗降低。ＥＤＳ分析表明晶界富集Ｓｉ杂质，有效促进了液相烧结。

合金化对Mg-Ni系合金储氢性能的影响:综述

Mg基合金具有储氢量大、质量轻、资源丰富、价格低廉等特点,但其较高的放氢温度和较慢的吸放氢速率是限制其应用的关键问题。合金化是改善Mg基储氢合金吸放氢热力学和动力学的有效方法,在纯Mg中添加Ni会形成Mg_(2)Ni,其吸放氢热力学与动力学均会得到明显改善,但仍不够理想,有待进一步提高。本文就合金化对Mg-Ni系合金储氢性能的影响进行了综述,整理了各合金元素的添加对Mg-Ni系合金吸放氢热力学与动力学的影响,最后对Mg-Ni系合金的发展进行了展望。

MgCl_2-KCl-AlF_3-(La_2O_3)熔盐体系电解制备Al-Mg-La中间合金

在质量比为41.5∶48.5∶10的MgCl2-KCl-AlF3熔盐体系中加入质量分数为0.6%La2O3,利用电解法制备了Al-Mg-La合金.用ICP-OES（电感耦合等离子体光谱仪）和XRD进行了合金的组成和物相分析.研究结果表明,在电解温度800℃,阴极电流密度6.92A/cm2,槽电压5.3-5.4V,电解时间为1h的条件下,电流效率为86.2%,得到的合金主相为α-Mg基体、β-Al12Mg17相与Al11La3相.高的阴极电流密度有利于合金中镁含量的增加.

La系RE球化剂在低温铁素体球墨铸铁中的应用

介绍了采用La系RE球化剂生产低温铁素体球墨铸铁的试验方法,根据试验结果及分析,又进行了52炉次的试生产,并对热处理前后的力学性能进行了对比,同时,与非La系RE球化剂处理的球墨铸铁经高温退火后的化学成分及力学性能进行了对比。对比结果显示:(1)La系RE球化剂处理的铁液无论铸态还是热处理后其力学性能均高于非La系RE球化剂处理的铁液;(2)La系RE球化剂处理的铁液经高温退火热处理后,抗拉强度并未降低,反而呈上升趋势;(3)La系RE球化剂处理的球墨铸铁石墨球数更多,石墨球大小更为均匀,且圆整度更高。

Mg2.1Ni与Mg1.6La0.5Ni合金的组织结构与吸放氢性能

采用SEM与XRD分析了Mg2.1Ni与Mg1.6La0.5Ni合金的显微组织与相结构,用Sievert法测试了合金的活化性能以及吸放氢动力学。结果表明：Mg2.1Ni合金的室温组织为脊椎状的Mg2Ni相和层片状Mg2Ni/Mg共晶组织,而Mg1.6La0.5Ni合金组织为块状La2Mg17相、长条状LaMg3相镶嵌于Mg2Ni基体相中;合金的吸氢活化性能与成分有关,Mg2.1Ni合金的活化性能相对较差,而Mg1.6La0.5Ni合金的活化性能优异;合金的吸放氢动力学与La加入有关,Mg1.6La0.5Ni合金的吸放氢动力学优于Mg2.1Ni合金,这归因于La加入使合金组织疏松、较多的晶界/相界、以及具有催化效应的La4H12.19相出现,但La4H12.19相具有较高的热稳定性,这降低合金氢化物的放氢率。