添加元素对AB_2型Laves相合金电化学性能的影响

比较系统地研究了 AB2 型 Laves相合金 Zr0 .9Ti0 .1Ni0 .1Mn0 .7V0 .3 M0 .1( M=None,Ni,Mn,V,Co,Cr,Al,Fe,Mo,Si,C,Zn,Cu和 B)的相结构和电化学性能以及高温和低温放电性能等 .结果表明 ,1 4种合金均具有六方 C1 4型 Laves相的主相晶体结构 ,同时 ,含有少量立方 C1 5型 Laves相和一些由 Zr.9Ni11及 Zr Ni组成的非 Laves相 ;添加 V和 Mn可提高 AB2 合金的放电容量 ;添加 B和 Mn则显著提高了 AB2 合金的高倍率放电性能和低温放电容量 ;添加 Al,C,Si和 Co对合金电极的循环稳定性改善明显 ;而 Mn,Ni,V,Fe,Cu,Mo和 B等却不同程度地降低了循环稳定性 ;添加 Si,Mo,V,Cr和 Al可明显改善合金电极的自放电性能 ;添加 Si,Cr,V可显著改善 AB2 合金电极的高温放电性能 .讨论了各种添加元素影响合金性能的可能原因 .

Ti基AB_2 Laves相合金的结构与电化学性能

Ti基Laves相贮氢合金具有容量大、活化容易、价格便宜的优点 ,但是循环稳定性不足。综述了近年钛基电极合金的研究发展状况 ,包括该系合金的放电容量、活化性能、循环性能以及各种元素对合金性能的影响。分析了晶体结构与性能的关系。

Laves相合金氘化物Ti0.68Zr0.32MnCrD3.0中氘占位的中子衍射研究

利用中子衍射和XRD技术,结合Reitveld拟合和Fourier变换,对Laves相零基体合金Ti_(0.68)Zr_(0.32)MnCr的氘化物中氘的占位特征进行了研究.氘化物Ti_(0.68)Zr_(0.32)MnCrD_(3.0)的中子衍射谱除Bragg衍射峰外,还出现明显的漫散射包,而相应的XRD谱却只呈现衍射峰,未发现漫散射包.对衍射谱与相应的RDF分析表明,这种C14型Laves相氘化物中只有部分氘原子随机不饱和地分布在确定的4种A_2B_2四面体间隙位置,并形成长程有序结构,这部分氘原子在6h_1和12k位的占位系数比6h_2和241位大.而氘化物中的另一部分氘原子并不是随机分布,而是不同程度地偏离间隙中心的位置,形成比长程有序结构更大的氘原子间距的短程有序结构.短程与长程有序的氘原子共同形成沿着合金六方晶格的c轴在Ti/Zr原子周围的四面体间隙聚集的网格团簇结构.这种偏离有序位置的团簇结构是大量氘原子在晶格间隙中聚集所造成的.

Laves相NbCr_(2)/Nb两相合金热变形工艺参数优化

采用Gleeble-3500热模拟试验机研究了Laves相NbCr_(2)/Nb两相合金在变形温度为1000~1200℃和应变速率为0.001~0.1 s^(-1)条件下的热变形行为,基于动态材料模型建立了合金的功率耗散图和加工图,分析了工艺参数对功率耗散效率和失稳参数的影响,并结合微观组织获得了最优工艺参数。结果表明,降低应变速率和提高变形温度,功率耗散效率和失稳参数总体均增大。根据加工图和微观组织确定出的Laves相NbCr_(2)/Nb两相合金的流动失稳变形工艺参数范围大致为:1000~1100℃、0.004~0.1 s^(-1)和1100~1200℃、0.016~0.1 s^(-1),对应的失稳形式为裂纹形成。适宜的热变形工艺参数范围为:1000~1100℃、0.001~0.002 s^(-1)和1100~1200℃、0.001~0.01 s^(-1),其中最佳变形工艺参数分别为1050℃、0.001 s^(-1)和1175℃、0.001 s^(-1),对应的塑性变形机制主要为Nb固溶体的动态回复和Laves相NbCr_(2)的孪生。

合金化对ZrMn_2基Laves相贮氢合金相组成的影响

研究了Ni、V、Cr、Co、Fe、Cu和Ti等合金化元素取代ZrMn2 基Laves相贮氢合金的B侧或A侧对合金相组成的影响。结果表明 ,采用不同的元素对A侧或B侧进行部分取代 ,将引起ZrMn2 基合金相组成的变化。采用Ni取代Mn后 ,ZrMn2 合金的主相结构转变为C15型Laves相 ,表明Ni为C15相稳定元素。对Zr Mn Ni三元合金 ,V为C14相稳定元素 ,而Co、Fe、Cu则为C15相稳定元素。取代量较少时 ,Cr为C15相稳定元素 ,取代量增加时 ,C15相稳定作用减弱。Ti元素为C14相稳定元素 ,Ti对Zr的部分取代将导致合金主相结构转变为C14型Laves相。合金化元素对ZrMn2

钪基Laves相合金Sc_(0.8)Zr_(0.1)Y_(0.1)Mn_(2-x)Ni_x(x=0～2.0)的微观结构和储氢性能

用真空电弧熔炼制备AB2型Sc0.8Zr0.1Y0.1Mn2-xNix(x=0~2.0)储氢合金,利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜/能谱分析(SEM/EDS)研究了吸氢前后Ni元素替代Mn对Sc Mn2基合金微观结构的影响,用Sievert装置和热重-差热分析仪(TG/DSC)测试了合金的压力-组成-温度(P-C-T)曲线和吸放氢动力学。研究结果表明,合金铸态组织主要由Laves主相和少量Sc Ni及富Y的第二相组成,其中稀土Sc和Y元素易与Ni形成相应的金属间化合物相。随Ni含量x的增加,合金基体的Laves相组织结构由C14型向C15型转变,x=0时,合金组织基本为C14型Laves相单相组织,x=2.0时,合金组织则完全转变为C15型Laves相单相组织。Ni元素替代Mn对合金的气态吸放氢动力学行为和吸氢P-CT曲线影响较大。随Ni含量的增加,合金吸氢动力学与活化性能逐渐变慢,但其放氢温度明显降低,氢化物生成焓减小(-35.05^-18.72k J·mol-1),储氢平台压升高,储氢容量降低;室温时合金最大储氢量达2.18%(质量分数),储氢后其晶格膨胀率ΔV/V为10.63%~27.32%,吸氢前后合金主相仍保持C14型或C15型相结构,并未发生新的氢致相变,亦无氢致非晶化现象。

合金元素Al对Laves相NbCr2显微组织及断裂韧性的影响

采用机械合金化+热压烧结的工艺路线制备Laves相NbCr2合金,研究合金元素Al对其显微组织、力学性能,特别是韧化效果的影响。结果表明:合金元素Al主要占据了Laves相NbCr2金属间化合物中Cr原子的晶格位置。添加合金元素Al的Laves相NbCr2合金较未合金化的NbCr2硬度有所提高;当Al含量达到12at%时,断裂韧性要高于未合金化的NbCr2合金,达到了6.8MPam,远远高于熔铸合金的断裂韧性(1.2MPam)。

三元Laves相Cr-Nb-Si(Al)合金的组织演变与强韧化机理

采用真空非自耗电弧熔炼法制备了两种系列的Laves相Cr-Nb-Si(Al)合金,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、Vickers硬度计及万能力学试验机研究了合金的显微组织、力学性能及强韧化机理。结果表明:随着Al含量不断增加,合金Cr-45Nb-xAl(x=0,7.5,17.5)的显微组织由初生相Cr_(2)Nb+共晶Cr_(2)Nb/Nb固溶体(Nbss)演变为全共晶Cr_(2)Nb/Nbss;而随着Si含量不断增加,合金Cr-57.5Nb-xSi(x=0,5,10)的显微组织由初生相Nbss+共晶Cr_(2)Nb/Nbss演变为海藻-树枝晶共晶,树枝晶内部为两相共晶Cr_(2)Nb/Nbss,树枝晶边缘为三相共晶Cr_(2)Nb/Nb_(5)Si_(3)/Nbss。合金Cr-45Nb-xAl(x=0,7.5,17.5)的压缩强度与断裂韧性随Al含量增加不断减小,而合金Cr-57.5Nb-xSi(x=0,5,10)的压缩强度与断裂韧性随Si含量增加呈现先增大后减小的趋势,压缩强度与断裂韧性在Cr-57.5Nb-5Si合金均达到最大值,其值分别为2.5 GPa和15 MPa·m^(1/2)。合金Cr-57.5Nb-5Si优异的强韧性源于析出强化、界面强化、固溶强化、第二相增韧及合金化增韧的协同作用。

AB_2型Laves相贮氢合金的研究进展

文章主要综述了AB2型Laves相贮氢合金的种类及性能特点以及合金化及制备工艺对合金电化学性能的影响。介绍了AB2型Laves相贮氢合金研究的国内外动态及目前达到的水平,对AB2型Laves相贮氢合金未来的研究重点及发展方向提出了看法。

Laves相NbCr_2合金粉末包套锻造的数值模拟

对Laves相NbCr_2合金粉末包套锻造过程进行了数值模拟,研究了其在锻造温度800～1200℃内的应力、应变及密度的变化规律,并分析了不同温度对它们的影响。结果表明,锻件的等效应力在整个镦粗过程中分布的不均匀,始锻温度对Laves相NbCr_2合金中间部位的应力影响更加明显;锻件的应变分布有明显变化,增大始锻温度可以使Laves相NbCr_2合金坯料的变形均匀性提高;锻件能够较好地完成致密化过程,锻造结束时平均相对密度,接近于1,始锻温度上升有利于密度的分布更加均匀。

机械合金化对热压合成Laves相NbCr_2合金1100℃氧化行为的影响

采用机械合金化+热压烧结工艺制备Laves相NbCr2合金,研究球磨时间对热压合金晶粒尺寸及致密度的影响,探讨了晶粒细化对其1100℃氧化行为影响的作用机制。结果表明,随着Cr-Nb粉末球磨时间的延长,热压合金组织越来越致密,晶粒尺寸越来越小。当球磨时间达到100h时,NbCr2合金的相对致密度及晶粒尺寸分别达到98.7%和35nm。晶粒的细化有利于Cr原子扩散能力的提高,促进了Cr2O3膜的形成;但晶粒过细时,导致氧化膜内生长应力的增加,引起氧化膜的开裂、脱落,从而加剧了氧化。

镧对合金ZrCr_(0.4)Mn_(0.2)V_(0.1)Ni_(1.3)相组成、微结构和电化学性能的影响

研究了元素La对合金ZrCr0 .4 Mn0 .2 V0 .1 Ni1 .3相组成、微结构和电化学性能的影响。结果表明 ,在低La含量 (x <0 .0 5 )合金中 ,主相为C15型Laves相和少量C14型Laves相混合结构 ,并含有第二相Zr7Ni1 0 ;而在高La含量 (x =0 .1)合金中 ,主相转为C14型Laves相 ,而C15型Laves相明显减少 ,第二相Zr7Ni1 0 消失。母体合金微结构为枝晶结构 ,少量La的掺杂对合金的枝晶结构影响不大 ,但合金表面存在由于腐蚀造成的少量空洞 ;在含La量为 0 .1时 ,合金枝晶结构消失 ,表面的空洞面积增大。少量La的掺杂可以有效地提高合金的放电容量和活化性能 ,在x =0 .0 3时 ,合金经过 4次循环达到最大放电容量 3 3 6mAh·g- 1 ,比未掺杂合金放电容量提高 5 % ,而活化次数减少了 10次 ,但随着含La量的继续增加 ,合金的放电容量和循环稳定性都遭到破坏。

Zr-Mn-V-Ni储氢电极合金中的Zr-Ni相形成及其晶体结构研究

Ｚｒ（Ｍｎ０．４５－ｘＮｉ０．５５Ｖｘ）２（ｘ＝０．０５～０．４０）Ｌａｖｅｓ相储氢合金中的Ｚｒ－Ｎｉ相类型主要有ＺｒＮｉ和Ｚｒ９Ｎｉ１１相。ＺｒＮｉ１１相在整个研究的成分范围内出现，而 ＺｒＮｉ相仅在ｘ＝０．２０－０．４０范围内出现。Ｚｒ９Ｎｉ１１相的含量与合金中的 Ｍｎ、Ｖ含量关系不大，而ＺｒＮｉ相的含量随合金中的Ｍｎ、Ｖ含量变化呈增加趋势。Ｚｒ９Ｎｉ１１和ＺｒＮｉ相的晶格常数随合金中的Ｍｎ、Ｖ含量变化而出现波动。Ｚｒ９Ｎｉ１１相为长程有序结构，有序堆垛方向为［１００］和［０１０］，同时ＺｒＮｉ１１相基本上被包围在Ｃ１５相中间，并与Ｃ１５相存在一定取向关系，Ｚｒ９Ｎｉ１１相的＜１１１＞晶向与Ｃ１５相的＜１１０＞晶向基本平行，两者的差值在２°～３°之间。

Laves相NbCr_(2)/Nb两相合金的应变补偿物理本构关系研究

Laves相NbCr_(2)/Nb两相合金因其优良的高温力学性能而具有作为新型高温结构材料应用的潜力;流动应力本构关系反映了合金的热变形行为。本研究基于Laves相NbCr_(2)/Nb两相合金在1000~1200℃、0.001~0.1 s^(-1)条件下的等温恒应变速率压缩实验数据,首次探讨了该合金在考虑变形温度对合金杨氏模量和自扩散系数影响的应变补偿物理本构关系。结果表明,基于蠕变指数n=5的应变补偿物理本构关系的相关系数R和平均绝对相对误差AARE分别为0.974和59.3%,说明该物理本构模型不适于表征该合金的流动应力行为;而基于蠕变指数n为变量的应变补偿物理本构关系的相关系数R和平均绝对相对误差AARE分别为0.984和10.6%,说明该物理本构模型能满意地表征该合金的流动应力行为,且其对流动应力的预测能力优于传统的Arrhenius本构模型。

高性能贮氢电极合金的研究进展

报道了高性能贮氢电极合金的研究进展主要内容包括 ＡＢ５型贮氢合金的 Ａ 侧稀土元素组成、主要杂质元素（Ｆｅ，Ｓｉ，Ｍｇ）以及合金制备技术（真空退火处理和快速凝固）对合金的相结构和电化学性能的影响、ＡＢ２型Ｚｒ基Ｌａｖｅｓ相合金的相结构和相组成与电化学性能的关系。

Dy(Co0.5Ni0.5)2合金磁熵变的研究

我们采用电弧熔炼和真空热处理的方法制备了Dy(Co0.5Ni0.5)2合金,通过该合金的等温磁化曲线,对其相变类型和磁卡效应展开研究。根据Arrott曲线和Inoue-Shimizu模型确定Dy(Co0.5Ni0.5)2合金的相变属于二级相变。根据等温磁化曲线的数据计算了Dy(Co0.5Ni0.5)2合金的熵变,计算结果表明随着磁场的增加熵变值不断增加,且在外加磁场相同时,熵变值在居里温度附近达到最大值。在30 kOe的磁场中,Dy(Co0.5Ni0.5)2磁熵变和制冷系数分别为6.86 J/kg∙K和235.78 J/kg。通过与其它文献所报道的Laves相合金相对比,可以知道Dy(Co0.5Ni0.5)2的制冷系数要优于大多数Laves相合金。

La(Al_(1-x)Mg_x)_2合金的结构及氢化特性研究

通过感应熔炼方法制备了La(Al1-xMgx)2合金,并对其进行了退火处理。结果表明,当x≤0.4时,Mg部分替代Al没有改变合金的晶体结构,仍然是由单相La(Al,Mg)2构成;当x≥0.6时,合金是由La(Al,Mg)2,LaMg3和LaMg相构成。呈C15型的Laves相La(Al,Mg)2的点阵参数随着Mg替代量x的增加而增加。Mg部分替代Al的La(Al0.6Mg0.4)2合金在473K和5MPa氢压下反应5d以后,可以分解成LaH3,MgH2和La3Al11。

Laves相NbCr_(2)/Nb两相合金高温流动应力行为及本构关系建立

采用Gleeble-3500型热模拟试验机对机械合金化+热压工艺制备的Laves相NbCr_(2)/Nb两相合金进行等温恒应变速率压缩实验,研究合金在800~1200℃,0.001~0.1s^(-1)条件下的流动应力行为,并分别基于双曲正弦函数型Arrhenius方程和逐步回归法建立合金的本构关系。结果表明,Laves相NbCr_(2)/Nb两相合金的韧脆转变温度在950~1000℃之间。当温度≤950℃时,合金尚未达到屈服就已发生断裂;当温度≥1000℃时,合金呈现出较好的塑性变形能力。合金流动应力随变形温度增加和应变速率降低而降低。合金在1050~1200℃、0.001 s^(-1)和1150~1200℃、0.01 s^(-1)条件下呈现流动稳态型特征;在1000℃、0.001 s^(-1),1000~1100℃、0.01 s^(-1)和1000~1200℃、0.1 s^(-1)条件下呈现流动软化型特征。基于双曲正弦函数型Arrhenius方程建立的峰值流动应力本构关系和应变补偿本构关系的平均绝对相对误差AARE分别为9.89%和13.859%;基于逐步回归法建立的全实验条件下的本构关系、流动应力稳态型曲线本构关系和流动应力软化型曲线本构关系的平均绝对相对误差AARE分别为8.63%、5.28%和6.83%。所建立的几种本构关系,可为Laves相NbCr_(2)/Nb两相合金的锻造工艺制定、锻造设备吨位选择以及锻造过程有限元数值模拟提供理论依据和基础数据。

PrFe_2立方Laves相磁致伸缩材料低温磁性能简介

介绍了运用综合物理测量仪(PPMS)所测量的15 K和300 K下Pr Fe2立方Laves相合金的磁致伸缩随温度的变化特性。结果表明,随着温度的降低,Pr Fe2合金的磁致伸缩值λ会迅速增加,这说明了Pr Fe2合金虽然在室温下表现出一般的磁致伸缩性能,但是在低温下,却具有非常优秀的磁致伸缩性能。同时,随着温度的降低,合金的更难达到饱和,这说明了Pr Fe2合金在低温下具有很大的磁晶格向异性。