新型La-Mg-Ni系储氢合金相结构及其制备工艺研究进展

La-Mg-Ni系储氢合金因放电容量高、能量密度大和倍率性能好而成为最有前途的镍氢电池负极材料之一。然而,La-Mg-Ni系储氢合金存在制备困难、循环稳定性较差的缺点,严重阻碍其实际应用。如何优化制备工艺、提高循环稳定性,对于La-Mg-Ni系储氢合金是要解决的首要问题,相关研究具有重要的学术价值。一般来说,La-Mg-Ni系储氢合金主要包括AB_(3)、A_(2)B_(7)以及A_(5)B_(19)型三种晶体结构。三种晶体结构均是由一个AB_(2)型结构单元和一个或多个AB_(5)型结构单元沿c轴叠加而成。实际制备的La-Mg-Ni系储氢合金通常含有多相结构,其性能与合金的结构密切相关,而合金的结构又与合金的制备工艺密切相关。采用常规熔炼法制备La-Mg-Ni系储氢合金时,由于Mg的熔点和沸点均低于其他合金成分,在熔炼过程中的高温状态下Mg极易挥发。此外,Mg的挥发导致反应难以控制,使得合金成分不准确,严重影响合金的性能。为此,研究者们尝试采用先进的方法来制备La-Mg-Ni系储氢合金,如球磨、快速凝固、高压烧结、共沉淀-还原扩散法等,同时也尝试将多种方法联合使用来制备La-Mg-Ni系储氢合金,并探究了制备工艺对La-Mg-Ni系储氢合金相结构和电化学性能的影响。近年来,联合采用两种或两种以上工艺制备La-Mg-Ni系储氢合金的研究居多。研究表明,多种制备方法联合使用能够显著改变合金的电化学性能,特别是退火处理对储氢合金的循环稳定性起到有效的改善作用。本文首先介绍了La-Mg-Ni系储氢合金中超晶格合金相的结构。随后重点关注了近年来国内外对于La-Mg-Ni系储氢合金所采用的不同制备技术,包括熔炼法、机械合金化、烧结法、快淬法以及材料的后续处理等,并探讨了不同制备技术制得的合金的微观结构和电化学性能。同时,对各种制备方法进行综合评述,为如何制备出性能优良的La-Mg-Ni系储氢合金提供思路和依据。最后,对La-Mg-Ni系储氢合金的未来发展趋势进行了分析与展望。

烧结钕铁硼磁体的组织结构及合金成分优化研究进展

烧结钕铁硼磁体因具有优异的磁性能、较好的机械加工性和低成本等优势而被广泛应用在现代工业和电子技术领域。然而,随着科技的不断进步,对烧结钕铁硼磁体的磁性能提出了更高要求,高剩磁、高矫顽力、高磁能积磁体成为今后发展的重要趋势。磁体组织结构决定了磁体性能,磁体组织结构又与磁体成分密切相关。成分优化是改善烧结钕铁硼磁体磁性能的有效途径。本文在分析烧结钕铁硼磁体组织结构的基础上,详细梳理了近几十年来烧结钕铁硼磁体组元元素替代和掺杂的研究成果。在此基础上,指出了元素替代和掺杂在改善烧结钕铁硼磁体磁性能中存在的问题及今后的发展方向,为进一步提高烧结钕铁硼磁体磁性能提供理论参考。

重稀土掺杂烧结钕铁硼磁体的晶界调控研究进展

随着低碳经济的提出,烧结钕铁硼磁体作为新能源汽车及其他高新技术的核心材料越来越受到人们的关注,同时对其性能也提出了更高的要求,高矫顽力、高剩磁和大磁能积的永磁体成为人们追求的目标。烧结钕铁硼磁体的磁性能与微观结构中晶界成分、分布以及体积分数等密切相关。利用新型工艺在合金中掺杂重稀土可以很好地调控磁体的微观结构,从而在保持剩磁不变的基础上,提高磁体的矫顽力和磁能积。本文在详细介绍两种新型掺杂技术的基础上,梳理了近几十年来国内外通过掺杂重稀土金属、重稀土化合物及重稀土合金来调控磁体晶界结构、提高磁体矫顽力方面的最新研究成果,为进一步提高烧结钕铁硼磁体性能提供参考。

超晶格La-Mg/Y-Ni复合储氢合金晶体结构及性能研究进展

超晶格La-Mg/Y-Ni复合储氢合金具有放电容量大、能量密度高和成本低等优点,是一种重要的氢能存储和转换材料,目前主要用做镍氢电池负极材料和直接硼氢化物燃料电池阳极催化剂。La-Mg-Ni复合合金最初是在La-Ni基储氢合金的基础上,通过用部分Mg替代La而发展起来的。由于La-Mg-Ni复合合金中金属Mg熔点、沸点低,易挥发,导致采用常规熔炼法很难制备;同时合金中的Mg在碱性电解液中容易腐蚀、氧化,导致合金的循环稳定性差。为克服La-Mg-Ni复合合金制备困难和循环稳定性差等问题,研究者又在La-Ni基储氢合金的基础上,通过用部分Y替代La开发出了La-Y-Ni合金。La-Mg-Ni和La-Y-Ni复合合金具有非常相似的超晶格结构,均能表现出很好的储氢性能,均属于同一类新型超晶格结构储氢合金。本文对La-Mg/Y-Ni储氢合金近20多年的研究成果进行了梳理。本文首先介绍超晶格La-Mg-Ni和La-Y-Ni复合合金的相结构组成及相结构的演变规律,同时分析了Mg元素和Y元素部分替代La元素分别对La-Mg/Y-Ni合金结构和性能的影响,然后讨论了La-Mg/Y-Ni复合合金中的相结构对合金性能的影响。最后,指出了超晶格La-Mg/Y-Ni复合储氢合金未来所面临的挑战和发展方向。

La-Mg-Ni储氢合金结构及其合金成分优化研究进展

La-Mg-Ni储氢合金因独特的超堆垛晶格结构而具有非常出色的储氢性能,因而成为金属储氢材料的研究热点。La-Mg-Ni储氢合金的性能取决于合金的晶体结构,而合金的晶体结构又密切相关于合金的成分。近年来,为适应市场应用发展需求,进一步改善La-Mg-Ni储氢合金的综合电化学性能,广大研究者针对La-Mg-Ni合金组元成分优化做了大量研究。本文在分析La-Mg-Ni储氢合金晶体结构的基础上,系统综述了La-Mg-Ni储氢合金成分优化的研究成果,并对La-Mg-Ni储氢合金的未来发展方向进行了展望。