镁基非晶电极合金充放氢过程中的组织结构演变及其热力学计算

采用熔体快淬法制备了(Mg70.6Ni29.4)90Nd10的非晶贮氢合金带,用X射线衍射仪和高分辨电镜对该合金在充放电循环过程中的组织结构演变进行了动态跟踪。结果表明:非晶(Mg70.6Ni29.4)90Nd10贮氢合金在充放电循环过程中经过4个循环以后开始晶化,首先生成平均颗粒尺寸为5 nm左右的NdMg2Ni9相,经过6个循环以后开始出现Mg2Ni相,到第20个循环后,生成了稳定的Mg2Ni,α-Mg和Nd2H5相。这表明初生相NdMg2Ni9在充放电循环过程中逐渐转化为Mg2Ni,α-Mg和Nd2H5相。经过热力学计算进一步验证表明,非晶(Mg70.6Ni29.4)90Nd10合金在晶化过程中首先形成NdMg2Ni9相,因为它的自由能(ΔG=-15.2789 kJ.mol-1,T=300 K)与Mg-Ni相(ΔG=-8.2694 kJ.mol-1,T=300 K)和Mg-Nd相(ΔG=-13.29503 kJ.mol-1,T=300 K)相比是最低的。     

Mg-Cu-Nd贮氢合金的微观组织结构及贮氢性能研究

采用熔体快淬法制备了(Mg72.2Cu27.8)90Nd10的非晶贮氢合金带,用DSC差热分析仪测定了非晶合金带的热稳定性和非晶形成能力,采用透射电镜TEM和X射线衍射仪表征了不同结晶程度的贮氢合金带的微观组织结构.结果表明:非晶(Mg72.2Cu27.8)90Nd10贮氢合金的晶化过程分为3个步骤:首先在170℃生成平均晶粒尺寸为5～10nm Mg2Cu相;当回火处理温度升高至210℃时,非晶(Mg72.2Cu27.8)90Nd10贮氢合金发生了第二步晶化反应,生成了α-Mg相;当回火处理温度升高到335℃以后,非晶贮氢合金已经完全晶化,生成了稳定的Mg2Cu,α-Mg和Cu5Nd相,晶化后的颗粒尺寸有50～80nm.对不同组织结构的(Mg72.2Cu27.8)90Nd10合金的贮氢性能测试表明:完全非晶状态的(Mg72.2Cu27.8)90Nd10合金具有最快的吸氢速率和最高的贮氢量(3.2%(质量分数)).     

球磨La2Mg17+x％Ni(x=50,100,150,200)复合贮氢合金的电化学性能研究

研究了球磨制备的La2 Mg17+x％Ni(x =50,100,150,200)复合贮氢合金的电化学性能.XRD分析表明:随着Ni含量的增加,复合合金的晶体结构逐渐转变为非晶结构.电化学测试显示:球磨制备的La2Mg17+x％Ni复合贮氢合金在首次循环后即可达最大放电比容量,合金具有较好的活化性能;复合合金的放电比容量也随Ni粉加入量的增加而增大.在经过60h球磨后制得的非晶态的La2 Mg17+ 200％ Ni复合贮氢合金,其303 K下放电比容量为353.1 mAh·g-1.电化学放电比容量的提高应归因于非晶结构的形成以及Ni粉对表面状态的改变.     

Mg1-xNdxNi0.5（x=0,0.05,0.10,0.15,0.20）贮氢合金的电化学与动力学性能研究

研究了Mg1-xNdxNi0.5(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)贮氢合金的电化学与动力学性能。电化学测试表明:合金均在1～2次循环后达到最大放电容量,具有良好的活化性能。Nd替代Mg可以改善铸态合金的循环稳定性,并显著提高合金的放电容量,经XRD测试表明,这可能是由于添加Nd后合金由单相结构转变为多相结构,相界面增多的原因。但过量的Nd会导致抗腐蚀性减弱从而降低电化学容量保持率;动力学测试表明:随着Nd含量的增加,合金的高倍率放电(HRD)性能先增大后减小,这与交流阻抗测试和氢扩散系数的结果吻合良好,说明适量Nd替代明显提高了合金的高倍率放电能力,有效改善了Mg2Ni型合金的贮氢动力学性能。当x=0.15时合金不仅具有较高的放电容量且显示了良好的动力学性能。     

四元Mg0.9Ti0.1Ni0.9X0.1(X=Mn,Zn,Co,Fe)系列合金的制备及性能研究

用机械合金化法合成了Mg0.9Ti0.1Ni0.9X0.1(X=Mn, Zn, Co, Fe)系列合金. X射线衍射(XRD)结构分析表明, 用X部分替代Ni后, 促进了Mg0.9Ti0.1Ni合金的非晶化过程. 用Co和Fe部分替代Ni提高了合金的放电容量, 但却降低了合金的循环稳定性. 用Zn和Mn部分替代Ni提高了合金电极的循环寿命, 尤其是Mg0.9Ti0.1Ni0.9Zn0.1合金电极经10个充放电循环后, 其放电容量仍可达到313.8 mA·h/g. 对添加Co后的合金进行p-c-T测试发现, Mg0.9Ti0.1Ni0.9Co0.1合金的吸放氢容量明显比Mg0.9Ti0.1Ni合金高, 这与电化学所测到的结果一致.     

四元Mg0.9Ti0.1Ni0.9X0.1(X=Mn,Zn,Co,Fe)系列合金的制备及性能研究

用机械合金化法合成了Mg0.9Ti0.1Ni0.9X0.1(X=Mn,Zn,Co,Fe)系列合金.X射线衍射(XRD)结构分析表明,用X部分替代Ni后,促进了Mg0.9Ti0.1Ni合金的非晶化过程.用Co和Fe部分替代Ni提高了合金的放电容量,但却降低了合金的循环稳定性.用Zn和Mn部分替代Ni提高了合金电极的循环寿命,尤其是Mg0.9Ti0.1Ni0.9Zn0.1合金电极经10个充放电循环后,其放电容量仍可达到313.8mA.h/g.对添加Co后的合金进行p-c-T测试发现,Mg0.9Ti0.1Ni0.9Co0.1合金的吸放氢容量明显比Mg0.9Ti0.1Ni合金高,这与电化学所测到的结果一致.     

钛和锆的添加对MgNi型合金电极电化学性能的影响

用机械球磨法（MA）成功合成了镁基储氢合金MgNi, Mg0.9Ti0.1Ni和Mg0.9Ti0.1Ni0.9Co0.1。研究了其结构和电化学性能。X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）结果表明合金为非晶结构，并有少量的Ni衍射峰存在。充放电测试结果表明这一系列合金具有很好的电化学活性。Ti和Co的替代使合金的循环稳定性好于MgNi合金。50周充放电循环后，Mg0.9Ti0.1Ni0.9Co0.1合金的放电容量明显好于MgNi合金，Mg0.9Ti0.1Ni0.9Co0.1的放电容量比MgNi合金高102.8%，比Mg0.9Ti0.1Ni合金高45.49%。在充放电循环过程中，合金电极容量衰减的主要原因是在合金电极表面Mg变成了Mg(OH)2。Tafel极化测试表明Ti和Co的添加可以提高合金电极在碱液中的抗腐蚀性能和提高合金电极的循环稳定性。EIS测试结果表明Ti和Co的替代可以明显提高MgNi型合金表面的电催化活性。     

四元Mg0.9Ti0.1Ni0.9X0.1(X=Mn,Zn,Co,Fe)系列合金的制备及性能研究

用机械合金化法合成了Mg0·9Ti0·1Ni0·9X0·1(X=Mn,Zn,Co,Fe)系列合金.X射线衍射(XRD)结构分析表明,用X部分替代Ni后,促进了Mg0·9Ti0·1Ni合金的非晶化过程.用Co和Fe部分替代Ni提高了合金的放电容量,但却降低了合金的循环稳定性.用Zn和Mn部分替代Ni提高了合金电极的循环寿命,尤其是Mg0·9Ti0·1Ni0·9Zn0·1合金电极经10个充放电循环后,其放电容量仍可达到313·8mA·h/g.对添加Co后的合金进行p-c-T测试发现,Mg0·9Ti0·1Ni0·9Co0·1合金的吸放氢容量明显比Mg0·9Ti0·1Ni合金高,这与电化学所测到的结果一致.     

La0.5Mg0.5(Ni1-xCox)2.28(x=0.0～0.2)储氢合金的相结构和电化学性能

用冷坩埚磁悬浮熔炼方法制备La0.5Mg0.5(Ni1-xCox)2.28(x=0.0～0.2)贮氢电极合金,采用SEM,EDS,XRD,P-C-T测试及三电极电化学性能测试研究合金的相成分、相结构、P-C-T曲线和电化学性能.EDS结合XRD分析表明,La0.5Mg0.5Ni2.28及La0.5Mg0.5(Ni0.85Co0.15)2.28合金主相均为MgSnCu4型的LaMgNi4相,还包括LaNi5和(La,Mg)Ni3相.P-C-T曲线显示,合金均有双放氢平台,合金的贮氢量由Co替代量x=0.0时的1.24%增大至极大值x=0.15时的1.27%.电化学性能测试表明,随Co含量增加,最大放电容量从329.0mAh·g-1(x=0.0)增大到337.5 mAh·g-1(x=0.15),合金活化性能及高倍率放电性能明显改善;循环稳定性无明显变化.     

Mg1.75Al0.25Ni1-xCrx (0≤x≤0.2)合金的制备及其性能

用扩散烧结法制备了Mg1.75Al0.25Ni1-xCr（0≤x≤0．2）系列合金,XRD结构分析表明,用Cr部分替代Mg1.75Al0.25Ni中的Ni,合金的晶体结构并不发生改变,主相为具有立方Ti2Ni结构的Mg3AlNi2相,只是其晶格常数α变大,Cr的替代提高了合金的放电容量,经过一个充放电循环后达到最大值。当x为0．1时,有利于提高合金电极的循环稳定性。测试4种合金阳极极化曲线发现,其腐蚀电位由正到负的顺序为Mg1.75Al0.25Ni0.9Cr0.1〉Mg1.75Al0.25Ni〉Mg1.75Al0.25Ni0.8Cr0.2〉Mg2Ni,说明Mg1.75Al0.25Ni0.9Cr0.1合金具有相对较好的抗腐蚀性．该系列合金循环稳定性结果也支持这一结论．用球磨方法改变合金性能,发现合金的相组成和相结构在球磨后均发生了变化,合金不再需要活化过程,但其放电容量并没有得到提高。     

Ni-Zr-Al基非晶合金催化剂的苯加氢催化性能

 利用快速凝固技术制备了Ni23.3Zr6.7Al64Cu2.3Ce3.7非晶态合金,用碱洗抽Al的方法进行活化,制成了Ni-Zr基非晶态合金催化剂(A＞50 m2/g), 并考察了其对苯加氢反应的催化性能. 结果发现,这种新型催化材料的比活性高出常规Raney Ni催化剂约375%. 反应动力学分析表明,苯加氢反应级数对氢基本上表现为一级,表观反应活化能约为31.2 kJ/mol, 并推导出苯加氢反应的动力学方程.     

铜的铬、钼、钨合金中杂质氧、氮的测定方法研究

研究了铜铬、铜钨、铜钼合金中杂质氧和氮的测定方法. 针对这3种合金试样由熔点相差较大的金属组成的特点, 使用了仪器的程序升温等先进功能, 选用合适的助熔剂的预处理方法, 选择适宜的加热温度, 使用镍助熔剂、高温座坩埚和石墨粉浴进行试验, 获得了满意的测定效果. 对质量分数氧0.048%、氮0.0036%的试样, 其相对标准偏差分别为4.1%、 10.3%; 加标回收率为氧90%～109%、氮91%～117%.     

电镀Fe－Cr－Ni合金显微结构研究

电镀Ｆｅ－Ｃｒ－Ｎｉ合金显微结构研究①李东林＊刘建平郭芳洲华建荣（南方冶金学院化工系,江西赣州３４１０００）Ｆｅ－Ｃｒ－Ｎｉ合金,一直是电镀工作者研究的对象［１,２］．Ａ．Ｍ．Ａｎｄｅｒｓｏｎ［３］等人从多种Ｃｒ（Ⅲ）的水溶液中镀出了Ｆｅ－Ｃｒ－Ｎｉ...     

Preparation and optical properties of silica@Ag-Cu alloy core-shell composite colloids

The silica@Ag-Cu alloy core-shell composite colloids have been successfully synthesized by an electroless plating approach to explore the possibility of modifying the plasmon resonance at the nanoshell surface by varying the metal nanoshell composition for the first time. The surface plasmon resonance of the composite colloids increases in intensity and shifts towards longer, then shorter wavelengths as the Cu/Ag ratio in the alloy shell is increased. The variations in intensity of the surface plasmon resonance with the Cu/Ag ratio obviously affect the Raman bands of the silica colloid core. The report here may supply a new technique to effectively modify the surface plasmon resonance.     

高比表面NiP非晶态合金的制备及其催化性能

 以次磷酸和硝酸镍为原料,三正丙胺调节溶液的pH值,制备了具有高比表面积的NiP非晶态合金(ABET=200～300 m2/g). 采用ICP,XRD,TEM和N2物理吸附等方法对不同条件下制备的NiP非晶态合金进行了表征,并在250 ml高压反应釜中评价了NiP对环丁烯砜加氢反应的催化活性. 结果表明,在NiP非晶态合金的制备过程中,反应时间、磷/镍投料摩尔比和体系初始pH值等都会对NiP非晶态合金的物化性质产生影响. 制备温度对NiP非晶态合金的物化性质影响很大,温度高会使催化剂的氧化程度加深,催化活性随之迅速下降. 较适宜的NiP非晶态合金的制备温度为283～303 K,此温度范围内制得的NiP催化剂活性可达到90%以上,高于相同条件下使用次磷酸钠、镍盐和氢氧化钠制得的NiP非晶态合金催化剂(活性为50%～60%).     

载体TiO2对Co-P非晶态合金性质的影响

用还原沉积法分别合成了纯态Co-P非晶态合金和一种新型负载非晶态合金催化剂CoP/TiO₂, 用XRD, ICP, TEM, BET和DSC等手段对催化剂的物理性质进行了表征, 比较了它们的结构、组成、形貌、表面积及热稳定性等物理性质及其对PH₃分解的催化活性. 与纯态Co-P非晶态合金比较, CoP/TiO₂具有更大的表面积和较高的热稳定性及催化活性, 这缘于TiO₂载体与催化剂的相互作用以及载体对Co-P良好的分散性能.     

Segregation of Sn in the binary CuSn and ternary CuSnSb alloy systems

Progression studies have been followed from Cu(111)‐ and Cu(100)Sn binaries to Cu(111)‐ and Cu(100)SnSb ternary‐alloy systems under the same experimental conditions. The segregation behaviour of Sn in the two orientations are explained. It is found that the kinetic segregation profiles of Sn in the ternary alloys shift to lower temperatures as compared to that in the binary. The Sn profile shift is mainly due to the decrease in the activation energy of Sn in the ternary systems. For a particular Cu orientation, the other segregation parameters that the Sn profiles depend on, like the pre‐exponential factor, segregation energy and the interaction coefficient, are found to be the same in the two systems. There is also a change in the equilibrium segregation profiles of Sn. In the ternary system, site competition between Sn and Sb causes the Sn to suffer exponential desegregation and eventual displacement from the surface. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

电沉积工艺对Mg-Ni储氢合金的电化学性能的影响

用电沉积的方法制备了镁 镍储氢合金,探讨了电沉积条件对合金的电化学性能的影响.XRD显示沉积层中含有非晶态Mg Ni相和微晶态Mg相.AAS分析表明沉积合金中Mg的摩尔分数达 8. 57%.合金的放电容量最高为 75. 547mA·h·g-1.     

非晶态Ni-W-B合金的电沉积及其热处理前后的性能

To strengthen the properties of Ni-W alloy, dimethylamine borane （DMAB） was added to an alloy Ni-W electrolyte solution and a ternary Ni-W-B alloy was electrodeposited. The electrodeposition, crystallographic structure, surface morphology, heat treatment and corrosion resistance, of the alloy were studied by DSC, XRD, SEM and electrochemical techniques. The results showed that the structure of the alloy was greatly affected by the cooperation of boron compound. DSC experiment combined with X-ray diffractometry indicated that the obtained Ni-W-B alloy was still in amorphous structure although W content in the alloy was decreased by the addition of DMAB. After heat treatment at 400 ℃ for 1 h, the microhardness was increased from 612 to 947 kg.mm^-2 that was com- parative to Cr coating. The appearance of the as-plated coating was in f＇me and slice grains and kept almost no change after heat treatment. In w=0.03 NaC1 solution the as-plated coating presented very good corrosion resistance. After the coating was heat-treated its corrosion resistance was enhanced.     

用原位红外光谱法研究NiB和NiP非晶态合金的还原和苯加氢反应过程

 用化学还原法制备了NiB和NiP非晶态合金催化剂,并用XRD,DSC,SEM和TEM鉴定了样品的非晶性,用ICP测定了样品的组成．在脉冲微反－色谱装置上考察了这两种催化剂催化苯加氢反应的活性．采用在线漫反射傅里叶变换红外光谱研究了这两种催化剂的还原及苯加氢反应过程．结果表明,所制备的NiB和NiP合金均为非晶态,且都是纳米尺度．NiB的粒度要比NiP小,晶化温度也比NiP低,表明Ni与B之间同Ni与P之间的相互作用不同．对苯加氢反应,NiB非晶态合金具有更大的优势,原位红外光谱结果证实催化剂的活性中心与还原态镍有关．