V-Ti-Cr-Fe合金吸放氢性能的研究

通过均匀设计法对Ti/(Cr +Fe)比的优化控制以及对Cr/Fe比的调整,研究了V Ti Cr Fe系四元贮氢合金。结果表明:Ti/(Cr+Fe)比对合金的吸放氢性能产生重要影响。Ti/(Cr+Fe)比为1时,Cr/Fe比越偏离2 .5 ,合金有效吸氢量越小,放氢平台压随Fe含量增多而升高。Ti/(Cr +Fe)比为1,Cr/Fe比为2 .5的V30 Ti35Cr2 5Fe1 0 合金拥有最理想的吸放氢性能。

电热还原法制备V-Ti-Cr-Fe储氢合金

采用电热还原热法制备了V-Ti-Cr-Fe合金,考察了CaO加入量、Al-Ca还原剂用量及精炼剂成分对制备效果的影响。结果表明,CaO和Al-Ca合金用量对Ti的收得率和合金中杂质含量影响显著,m(CaO)/m(Al)为0.9、m(Al-Ca)/m(Al)为0.5时的熔炼效果较好,Ti的收得率可达66%,Al、O杂质含量可分别达到3.66%和0.75%(质量分数)。以90%(3CaF_2-CaO)-10%V_2O_5(质量分数)渣体为精炼剂,采用喷吹造渣的精炼方法,可较有效地去除合金中的Al杂质,并能起到一定的预脱O作用,精炼后Al和O含量可分别降到1.23%和0.59%(质量分数)。SEM分析表明,未精炼的合金除了含有固溶体主相外,还含有很多氧化物夹杂相,而通过喷吹造渣精炼,夹杂相明显减少。

成份调整对V-Ti-Cr-Fe合金吸放氢性能的影响

分别调整Ti/Cr比及V含量,对V-Ti-Cr-Fe系四元合金的室温吸放氢性能进行了研究。结果表明:随V30Ti31+xCr29-xFe10合金中Ti/Cr增大,合金吸氢量增大,放氢平台压降低,Ti/Cr>1.2时放氢量减小,298K最大吸氢量3.66%(质量),最大放氢量2.0%(质量);随Vx(TiCrFe)100-x(Ti:Cr:Fe=7:5:2)中V含量增大,合金吸氢量增大,放氢量增大,放氢平台压降低,V含量20%(原子)的合金中出现Laves相,298K最大吸氢量3.73%(质量),最大放氢量2.08%(质量)。

球磨改性对(Ti Cr)_(0.497)V_(0.42)Fe_(0.083)/30%(w)(LaRMg)(NiCoAl)_(3.5)合金复合电极材料储氢和电化学性能的影响

以钒基合金(Ti Cr)0.497V0.42Fe0.083为基体,添加30%(w)稀土系A2B7型合金(LaRMg)(NiCoAl)3.5为电催化活性材料,采用机械球磨改性制备了储氢合金复合电极材料,研究其储氢特性和电化学性能.X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)分析结果表明,随球磨时间增加(t=0,0.5,1,3,5,10h),复合材料颗粒逐渐细化,A2B7型合金颗粒分散并包覆在钒基合金表面上;当球磨时间t≥5h时,复合材料形成明显的复合纳米晶组织并伴有部分非晶化倾向,同时钒基合金BCC相结构的晶胞参数a和晶胞体积V均明显减小.合金储氢特性及电化学性能分析测试结果表明,铸态纯钒基合金的吸氢量为3.11%(w),而球磨复合材料的储氢量随球磨时间增加呈减小的规律,其最大储氢量为2.47%(w);球磨改性后,复合材料电极的电催化性能得到明显改善,当球磨时间t≥3h时最大放电容量达到425.8mAh·g-1,经100次充放电循环后该电极的容量保持率(C100/Cmax)为97%,表现出良好的电极循环稳定性.

V_(55)Ti_(20.5)Cr_(18.1)Fe_(6.4)合金的吸放氢循环性能研究

对V55Ti20.5Cr18.1Fe6.4(原子分数,下同)贮氢合金进行了155次吸放氢循环性能实验研究。结果表明:随循环次数的增加,合金吸放氢量减小,放氢量的衰减呈减缓趋势,放氢平台区缩短,平台压力增大,合金表面有影响吸放氢性能的化合物生成,合金结构呈bcc与fcc的双相结构,合金颗粒由于微裂纹的不断累积而逐渐粉化。

Ni对V_(55)Ti_(20.5)Cr_(18.1)Fe_(6.4)合金吸放氢性能的影响

研究了用Ni元素取代一定量V对V55Ti20.5Cr18.1Fe6.4合金结构与性能的影响。结果表明,随Ni含量的增加,合金有效吸氢量先增大后减小,放氢压力增大,合金吸氢动力学性能也是先有所改善,而后又变差。添加0.1at%Ni有利于改善基体合金V55Ti20.5Cr18.1Fe6.4的吸放氢性能。用Ni元素取代V引起的晶胞体积的变化、放氢平台压力的升高以及杂质相的出现,是影响合金有效吸氢量和吸氢动力学性能的主要因素。

V_(40)-Fe_8-Ti-Cr(Ti/Cr=0.95～1.20)合金的结构与吸放氢特性

研究了V40-Fe8-Ti-Cr（Ti／Cr=0．95～1．20）四元合金的结构及吸放氢性能。结果表明：不同Ti／Cr比的合金均为bcc单相结构，随着Ti／Cr比的降低，合金的晶格常数降低，平台压升高，吸氢量降低，放氢量先增加后降低；当Ti／Cr为1时，得到合金V40Ti26Cr26Fe8在298K下具有最大的放氢量2．4％（质量分数），平台压为0．24MPa。通过计算得到V40Ti26Cr26Fe8的焓变△H和熵变△S分别为-39．6kJ·mol^-1H和-140．3J·mol^-1·K^-1，在423K下的放氢平台压力可达27．5MPa。

Ti_(17)Cr_(23)V_(55-)xZr_5Fe_x(x=11～16)合金的相结构及储氢特性

系统研究了Ti17Cr23V55-xZr5Fex（x=11～16）合金的相结构以及储氢特性。XRD及SEM分析表明，所有合金的主相均为体心立方（bcc）结构的钒基固溶体，并含有σ-FeCr和Cr2Zr等第二相；随着Fe含量的增加，合金中的bcc主相含量和晶胞体积逐渐降低，σ-FeCr相含量逐渐增多，而Cr2Zr相含量几乎恒定。储氢性能测试表明，该系列合金的活化性能和动力学性能都很好，在20℃和4MPa初始氢压条件下首次吸氢即可活化，并且无需氢化孕育期就能快速吸氢。当Fe含量从x=11增加至x=16时，合金的室温最大吸氢量从268ml／g逐渐降低至25lml／g，80℃有效放氢量从153ml／g逐渐降低至137ml／g。研究表明，为了改善合金的有效储氢能力，必须消除合金中不吸氢的σ-FeCr相或者抑制σ-FeCr相的生成。

高温退火对V_(30)Ti_(33)Cr_(27)Fe_(10)贮氢合金性能与结构的影响

研究了高温退火处理对V30Ti33Cr27Fe10贮氢合金性能与结构的影响。结果表明高温退火使放氢平台变平,平台压降低,减小了合金吸放氢后的体胀,改变了合金晶粒的形态,改善了合金基体的组织均匀性。随保温时间延长,合金晶粒长大,晶胞体积减小,吸放氢量降低,BCC主相中析出越来越多的富Ti相,富Ti相中Fe含量随保温时间延长而减少。1523K保温30min的合金具有最大的室温吸放氢量,分别为3.67%和2.14%(质量分数);保温3h的合金具有最好的室温吸氢动力学性能,5min内就能达到其饱和吸氢量的80%。

球磨改性处理对Ti9．6Cr11V75．4Fe4合金储氢性能的影响

系统研究了机械球磨改性处理时间(t=0,1,2,4,8 h)对Ti9.6Cr11V75.4Fe4合金相结构和储氢性能的影响.XRD及扫描电镜分析表明,Ti9.6Cr11V75.4Fe4合金在球磨前后均为体心立方结构的固溶体单相,随着球磨时间的增加,合金的晶胞体积略微减小,合金颗粒逐渐细化并发生团聚.储氢性能测试表明,球磨改性处理能有效地改善合金的活化性能,随着球磨时间的增加,合金的室温可逆有效储氢量先增加后降低.其中,当球磨时间为2 h时,合金具有最佳的综合储氢性能,其室温最大吸氢量(质量分数)为3.7%,可逆有效储氢量(质量分数)为2.23%.

Fe—C—j(j=Ti,V,Cr,Mn)熔体的热力学性质规律

利用本文提出的热力学性质方法，根据Ｆｅ－Ｃ－ｊ（ｊ＝Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ）熔体中的Ｃ溶解度与温度及第三组元ｊ之间的关系式，研究了Ｆｅ－Ｃ－ｊ熔体中第三组元ｊ对Ｃ溶解度的影响因子ｋｉ；ｍｊ以及组元的活度相互作用系数与第三组元ｊ原子序数间的关系，探讨了 Ｆｅ－Ｃ－ｊ（ｊ＝Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ）熔体中不同组元热力学性质的变化规律．

行星矿产及行星资源地质学初论

了解并利用行星矿产资源、可持续永久开发太空成为行星科学与深空探测的一项重要研究任务。而行星矿产资源的开发利用,需要运用行星科学与地质学特别是矿床学的基础理论,利用行星观测、探测及开发技术方法,研究行星矿产资源形成演化规律,查明行星矿产资源的类型、特征、储量和分布规律;进行行星矿产资源的地质调查、岩石-矿石成分、结构与性能、元素赋存状态、开发利用条件评价与预测,为行星矿产资源开发与太空的可持续永久开发建设提供基础理论与关键技术方法。因此,行星矿产资源学是研究行星矿产资源的品种、类型与分布规律、行星矿产资源成因演化与比较行星成矿学、行星矿产资源勘查评价技术与开采利用工程学的交叉学科。笔者从行星资源地质学的视角,从地球与月球的层圈结构、演化历史、岩石组成与表生环境,研判月球可能产出的矿产资源类型。认为与月海玄武岩、月幔(柱)和陨石撞击成因的层状岩体与镁铁-超镁铁质小岩体有关的铬铁矿-铜镍钴硫化物-铂族元素-钒钛磁铁矿-金刚石矿产,KREEP岩以及月幔柱熔融上覆岩石圈所产生碱性岩相伴的铌-钽-铍-铀等稀有-稀土矿产,具有形成条件与产出可能,从而拓展可能的矿产类型、品种,从更宽广的视角研究月球矿产并规划月球基地建设资源供给。火星上由于水(以及可能存在的板块构造)的存在,除岩浆矿床之外,火星可能具备发育与化学风化沉积、次生富集作用以及变质作用有关矿产的形成条件,具有形成金属与非金属资源的禀赋,可与地球矿产相媲美。未来行星资源地质学应加强地质学、行星化学、行星地质学、行星物理学、矿业工程、冶金工程和材料学的交叉融合及理论应用,发展行星地质勘探方法与智能机器人工程技术,发展高/低温、高/低压、高辐照、低/微重力环境条件下样品采集、加工、多尺度测试分析理论与方法,培养行星资源地质资源与开发工程学科人才。

MSn_(10)(M=Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni)团簇的稳定性和磁性研究

采用密度泛函理论(density functional theory,DFT)中的广义梯度近似(generalized gradient approximation,GGA)对Sn11团簇的4种同分异构体(对称性分别为D5h,D5d,D4h,D4d)的几何结构、电子结构计算研究,得出对称性为D5d的团簇最稳定.将Sn11团簇的中心原子替换成过渡金属原子成为MSn10(M=Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni)团簇,对其稳定性和磁性进行了分析.在Sn11团簇中将中心原子替换成过渡金属原子后,束缚能都变小了,说明过渡金属原子的替换提高了原锡团簇的稳定性,其中NiSn10团簇的束缚能最小,稳定性最强.过渡金属原子都具有一定的磁性,当把这些原子掺入锡团簇后,过渡金属原子的磁性都有所减弱,其中MSn10(M=Sc,Ti,V,Ni)团簇的磁性完全消失,其原因在于掺杂后,团簇中各原子的电荷分布发生了变化.

钒基/稀土-镁-镍系A_2B_7型合金复合储氢材料的微观组织和电化学性能

以钒基合金(TiCr)0.497V0.42Fe0.083为基体,通过掺入稀土-镁-镍系A2B7型合金(MlMg)2(NiCoAl)7作为电催化活性物,采用机械球磨改性方法制备了储氢合金复合电极材料(TiCr)0.497V0.42Fe0.083+x(%,质量分数)(MlMg)2(NiCoAl)7(x=5～50),系统研究了电催化活性物含量对球磨复合材料微观组织和电化学性能的影响规律。XRD和SEM分析结果表明,随x值的增加,球磨后A2B7型合金颗粒细化后分散并包覆在钒基合金表面上;与铸态钒基合金相比,复合材料中BCC固溶体相结构的晶胞参数a和晶胞体积V均明显减小。电化学性能测试结果表明,球磨复合材料电极的最大放电容量随着x值的增加呈先增加后减小的变化规律,当x?5时,复合材料电极的放电容量为280～433.2mAh.g-1,其100次充放电循环后的电极容量保持率S100为92%～98.9%,表现出良好的电极循环稳定性,其中x=30时的复合材料的综合电化学性能较佳,A2B7型合金的抗腐蚀性能及其包覆效果以及V元素的溶出行为对球磨复合储氢合金电极的电化学循环稳定性具有重要的影响。随A2B7型合金含量x的增加,球磨复合材料电极反应动力学得到显著提高,电极的高倍率放电性能(HRD)和交换电流密度I0值逐渐增加,但氢原子扩散系数有所减小,其中表面电催化活性是影响球磨复合材料(TiCr)0.497V0.42Fe0.083+x(%)(MlMg)2(NiCoAl)7电极反应动力学过程的主要控制步骤。

基于ICP-MS法分析九味熄风颗粒中25种重金属及微量元素

目的采用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）法建立九味熄风颗粒中25种重金属及微量元素（Li、Mg、Cd、Sn、Al、Mn、Fe、Ti、V、Co、Zn、Ga、Cr、Ni、Tl、Pb、Cu、As、Be、B、Sb、Ba、Sr、Hg、Bi）的测定方法。方法九味熄风颗粒样品经微波消解后,以Ge、In元素为内标,以灌木枝叶标准物质作为质控标准物质,采用ICP-MS法进行测定。结果检测的25种元素线性关系良好,相关系数R2≥0.999 2,各元素的检出限在0.009~16.051μg/L,回收率在70.75%~107.66%,RSD≤6.44%。测定的6批样品中Cr、Sn、Hg、Pb均未检出,Tl、Cd、As、Cu的量均较低或未检出,Cd≤0.011μg/g,Cu≤0.373μg/g,Tl≤0.021μg/g,As≤0.571μg/g。结论该方法操作简便,分析速度快,灵敏度高,适用于九味熄风颗粒中重金属及微量元素的测定。

氮、氧杂质对V_(40)Ti_(26)Cr_(26)Fe_(8)合金化学成分、微观组织和贮氢性能的影响

采用X射线衍射、扫描电子显微镜、光学显微镜和压力-成分-温度(PCT)等手段研究了氮、氧杂质对V-Ti-Cr-Fe合金微区化学成分、微观结构和贮氢能力的协同影响。V_(40)Ti_(26)Cr_(26)Fe_(8)合金的贮氢能力随着氮、氧杂质含量的增加而明显降低,主要作用机理如下:氧在V基合金中的溶解抑制了二氢化物相的形成,导致氢容量的降低(主要效应),而氮与钛结合形成了新的富氮钛相,导致了主相成分的变化和晶格参数的减小(二次效应)。

Ti-Al-Mo-V-Cr-Fe系钛合金综述

本文主要介绍了Ti-Al-Mo-V-Cr-Fe系结构用钛合金特点、性能和用途,包括BT22(TC18)、BT23、BT32等。同时介绍了在BT22钛合金基础上开发的新型钛合金,如BT22I、Timetal555、VST55531、BT37、Timetal18-A。这为未来新型高强结构钛合金的开发提供了借鉴。

基于ICP-MS法的麝香保心丸中26种无机元素分析

目的采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法建立麝香保心丸中26种无机元素(Li、Na、Mg、Al、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、As、Se、Sr、Mo、Cd、Sb、Ba、Hg、Tl、Pb、Bi)的测定方法。方法麝香保心丸样品以浓硝酸为消解试剂经微波消解后,以Ge、In元素为内标,以灌木枝叶标准物质作为质控标准物质,采用ICP-MS法测定其中26种无机元素的量。结果待检测的26种元素线性关系良好,相关系数r≥0.999 4,各元素的检出限在0.010~2.987μg/L,定量限在0.035~10.000μg/L,回收率在79.88%~105.76%,RSD≤4.55%。测定的12批样品中Ca、Mg、Na、Fe量较高,均超过1.000 mg/g;Mn、Cu、Zn、Al、Ga量也相对较高,而Sb、Hg、Tl、Bi量相对较低,均在0.050μg/g以下。结论该方法操作简便,分析速度快,灵敏度高,适用于麝香保心丸中无机元素的测定。

基于ICP-MS法的桂枝茯苓胶囊中无机元素分析

目的采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法建立桂枝茯苓胶囊(GFC)中29种无机元素(Li、Be、B、Na、Mg、Al、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、As、Se、Sr、Mo、Cd、Sn、Sb、Ba、Hg、Tl、Pb、Bi)的测定方法。方法 GFC样品以浓硝酸为消解试剂经微波消解后,以Ge、In元素为内标,以灌木枝叶标准物质作为质控标准物质,采用ICP-MS法测定其中29种无机元素含量。结果待检测的29种无机元素在各的自线性范围内线性关系良好,r≥0.999 4;各元素的检出限在0.012~4.105μg/L,定量限在0.045~14.500μg/L,平均加样回收率在79.88%~105.76%,RSD≤4.55%。测定的12批样品中Ca、Na、Mg含量较高,均超过300μg/g;Fe、Mn、Sr含量也相对较高,而有害元素Be、As、Cd、Sb、Hg、Tl、Bi含量相对较低,均在0.030μg/g以下。结论该方法操作简便,分析速度快,灵敏度高,适用于GFC中无机元素的测定。