含锡AB_5型非化学计量贮氢合金Ⅱ.电化学性能

研究了几种AB5非化学计量贮氢合金的电化学性能 ,及在低电流密度与高电流密度放电下取代元素对放电比容量、活化性能及循环寿命的影响。Sn ,Co,Mn的加入有利于提高合金的电化学贮氢容量 ,La(NiSn) 5.14 ,La(NiSnCo) 5.12 和La(NiSnMn) 5.12 具有相同的电化学贮氢容量与活化特性。尽管La(NiSn) 5.14 大电流放电性能优于La(NiSnCo) 5.12 和La(NiSnMn) 5.12 ,但其寿命短。Mn ,Co和Al可大大提高合金的使用寿命。La(NiSnCo) 5.12 被认为是一种理想的贮氢合金。     

AB5型非化学计量贮氢合金电极过程动力学研究

为了探明取代元素对非化学计量AB5型贮氢合金氢化物电极充放电性能的影响因素,对LaNi5.15,La(NiSn)5.14,La(NiSnCo)5.12,La(NiSnMn)5.12和La(NiSnCoMnAl)5.10开展了电极过程动力学的研究。采用线性极化的方法,控制电极过电势小于5mV,测量出不同荷电容量下电化学反应的交换电流密度。电极在满充电状态下i0并非最大,当电极部分放电后该值达到最大。对Co,Mn或Al部分取代形成的非化学计量多元贮氢合金的交换电流密度研究表明,Co有利于提高i0,而Mn和Al不利于提高i0。当氢化物电极中贮氢容量较小时,电极反应的交换电流密度与电极中贮氢容量存在对数值的线性关系。对于具有几乎一致的电极反应电子传递系数β的La(NiSn)5.14,La(NiSnCo)5.12,La(NiSnMn)5.12,La(NiSnCoMnAl)5.10氢化物电极,造成交换电流密度差异来源于热力学吸附平衡常数K0与反应活化能W0。含Al贮氢合金K0较低,这是影响交换电流密度的主要因素。对K0值接近的3种贮氢合金La(NiSn)5.14,La(NiSnCo)5.12,La(NiSnMn)5.12,活化能W0是造成交换电流密度不同的主要原因。     

硼掺杂对稀土贮氢合金相结构和电化学性能的影响

研究了用B掺杂替代A1对AB5型稀土贮氢合金相结构和电化学性能的影响.对M1Ni3.55Co0.75Mn0.4Al0.3-xBx(x=0,0.1,0.2,0.3)合金的研究结果表明:掺B后贮氢合金出现了CeCo4B第二相,导致贮氢合金的电化学容量下降;随B含量的增加和A1含量的减少,氢的扩散系数明显上升,合金的极化电阻减小,合金的高倍率放电性能和低温性能得到明显改善.     

Fe部分替代Cu对低钴AB_5型贮氢合金相结构和电化学性能的影响

为了获得既具有较高电化学容量又具有良好循环稳定性的低钴AB5型贮氢合金,研究了Fe部分替代Cu对低钴AB5型贮氢合金相结构和电化学性能的影响.采用真空感应熔炼方法,制备了一系列含Cu和Fe的低钴AB5型贮氢合金LaNi3.55Mn0.35Co0.20Al0.20Cu0.85-xFex(x=0.10,0.20,0.25,0.40,0.60).粉末X射线衍射(XRD)分析表明,合金含有单一CaCu5型六方结构的LaNi5相,Fe部分替代Cu并没有改变合金的本体相结构,但随着Fe含量的增大,晶格参数a,c和晶胞体积V增大.电化学性能测试表明,随着x增加,合金的放电容量和高倍率放电能力降低,但是循环稳定性得到了显著提高.当x从0.10增加到0.60时,合金的200周循环稳定性(S200)从77.6%提高到89.9%.Fe替代Cu有利于提高合金的循环稳定性,这主要是随着Fe替代量增大,晶胞体积增大,晶格体积膨胀率明显减小,合金的抗粉化能力增强.     

过化学计量比La(NiMnFe)6.0贮氢合金的晶体结构和电化学性能

详细研究了无Co过化学计量比合金LaNi(4.75-x)FexMn1.25及LaNi4.75Mn(1.25-x)Fex(x=0.2～0.7)在1000℃168 h固溶及均匀化退火条件下合金的相结构及电化学性能.X射线衍射(XRD)及能谱分析(EDS)表明,La(NiMnFe)6.0退火合金由过化学计量比CaCu5型结构吸氢主相和含Ni-Fe-Mn三元组分少量的第二相组成.当Fe元素替代合金中的Ni时,合金晶胞体积增大,主相的化学计量比及Mn的固溶度有所增加.而当Fe元素替代合金中的Mn时,合金的晶胞体积减小,主相的化学计量比减小.电化学测试表明,Fe替代合金中的Ni时合金电极的放电容量较低但循环稳定性好;Fe替代Mn时合金电极放电容量较高但循环稳定性差.分析原因可能是由于两系列合金中Mn原子哑铃对数量上的差别所引起的,并基于B端双原子哑铃占位模型分析了合金B端组成和结构对合金电极性能的影响,提出了改善合金综合电化学性能的方法.     

含锡AB5型非化学计量贮氢合金Ⅰ.合金的结构

采用Ｘ射线衍射法研究了ＬａＮｉ５．１５,Ｌａ（ＮｉＳｎ）５．１４,Ｌａ（ＮｉＳｎＣｏ）５．１２,Ｌａ（ＮｉＳｎＭｎ）５．１２,ＬＡ（ＮｉＳｎＣｏＭｎＡｌ）５．１０５种ＡＢ５型非化学计量贮氢合金的结构。发现主物相中并未产生第二物相,ＡＢ５型贮氢合金中Ｂ原子数发生正偏移时,晶胺体积减小,当Ｂ侧含有取代元素时,这种变化更加明显。对于非化学计量贮氢合金而言,少量Ｓｎ取代Ｎｉ后,晶胞体积大大提高。Ｍｎ,Ｃｏ     

硼掺杂对稀土贮氢合金相结构和电化学性能的影响

研究了用B掺杂替代Al对AB5型稀土贮氢合金相结构和电化学性能的影响。对M1Ni3．55Co0．75Mn0.4Al0．3-xBx（x=0，0．1，0．2，0．3）合金的研究结果表明：掺B后贮氢合金出现了CeCo4B第二相，导致贮氢合金的电化学容量下降；随B含量的增加和Al含量的减少，氢的扩散系数明显上升，合金的极化电阻减小，合金的高倍率放电性能和低温性能得到明显改善。     

低钴AB5型稀土系贮氢电极合金的研究

为了进一步降低AB5型混合稀土系贮氢合金的成本,采用Cr,Si,Cu替代Co和调节化学计量比的方法制备低钴AB5型贮氢合金。结果表明:3种取代元素在寿命方面的效果依次为Si>Cr>Cu,在放电容量和活化性能方面依次是Cu>Cr>Si。Cr,Cu,Si只有少量的替代才可能发挥其有利影响;通过非化学计量比的调节,低钴混合稀土系贮氢电极合金的放电容量、活化性能及倍率放电能力都能较好地达到实用要求,但是循环寿命有待提高。     

AB_(5.2)型含锆高功率贮氢合金的研究

动力电池的技术水平是制约整个电动车行业发展的"瓶颈",而贮氢合金的高倍率放电性能是影响N i/MH动力电池性能的主要因素,因此高功率贮氢合金是目前研制的热点。研究了Mn,Zr,La含量对AB5.2型含Zr高功率贮氢合金电化学性能的影响。结果表明,合金中Zr含量不应高于0.01%(原子分数,下同),La/Mm(La在混合稀土Mm中的质量分数,下同)不应超过70%,Mn含量视La/Mm的情况,可为0.4%~0.6%。对该合金的组成进行了优化设计,研制出了高倍率放电性能优良的贮氢合金,其组成为MmN i3.89Co0.4Mn0.6A l0.3Zr0.01。     

La_(0.7)Pr_(0.15)Nd_(0.05)Mg_(0.3)Ni_(3.3-x)Co_(0.2)Al_(0.1)(Co_(0.75)Mn_(0.25))_x(x=0.0,0.2,0.4,0.6)的电化学性能研究

在Ar气保护下用悬浮熔炼制备La0.7Pr0.15Nd0.05Mg0.3N i3.3-xCo0.2A l0.1(Co0.75Mn0.25)x(x=0.0,0.2,0.4,0.6)合金,系统研究了Co和Mn对合金储氢性能和电化学性能的影响。XRD相分析表明,合金相主要由(La,Pr)(N i,Co)5,LaMg2N i9,(La,Nd)2N i7和LaN i3相组成;添加Co和Mn后合金中(La,Pr)(N i,Co)5,(La,Nd)2N i7和LaN i3相晶胞体积增加,LaMg2N i9相晶胞体积变小。合金放氢PCT曲线测试表明,随着合金中Co和Mn含量的增加,合金吸氢量先减小后增加,放氢平台压下降,合金氢化物稳定性增加。合金电极电化学性能测试表明,添加Co和Mn使合金电极放电容量减小,容量保持率S100从53.2%(x=0.0)增加到63.0%(x=0.6),合金电极的电循环稳定性增强,高倍率放电性能HRD1500先增加后减小。此外,合金电极的极化电阻先减小后增加,交换电流密度、循环伏安特性阳极峰电流密度和极限电流密度先增加后减小,合金内氢原子扩散系数先增加后减小,表明添加适量的Co和Mn可以提高合金电...     

镁含量对RE-Mg-Ni系A2B7型储氢合金结构与性能的影响

采用感应熔炼方法制备了La0.8-xGd0.2MgxNi3.1Co0.3Al0.1(x=0, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.4)储氢合金, 并在氩气气氛和1173 K下进行退火处理. 合金相结构分析结果表明, 镁含量(x)较低时合金以Ce2Ni7型为主相结构, A2B7型相丰度(Ce2Ni7+Gd2Co7)达到98.8%; 镁含量较高时合金相由A2B7型、 CaCu5型和PuNi3型物相构成, 随着镁含量的增加, PuNi3型和CaCu5型相组成逐渐增多, 其晶胞参数随Mg含量的增加而减小, 同时合金的吸氢平台也随之升高. 电化学测试结果表明, 随着合金中Mg含量增加, 合金电极的最大放电容量和循环稳定性均呈先增大后减小的规律, 其中x=0.15时合金电极具有最高的电化学放电容量(393 mA·h/g)和最佳的循环寿命(S100=92.82%). 合金电极的高倍率放电性能(HRD)随Mg含量的增加先减小再增大然后又减小, 适量的Mg元素改善了合金电极的动力学性能.     

稀土及杂质元素对ZA27合金晶间腐蚀的影响

To understand the influence of impurities and rare earth elements in nature on the intergranular corrosion of the zinc-aluminum alloys, taking efficient methods to retard the inter granular corrosion, the atomic cluster of α phase grain boundary including impurities (Pb, Sn, Cd), rare earth elements (La, Y) and phase grain was constructed by computer programming based on the coincidence-site lattice theory. The recursion method was used to calculate the charge transfer over the grain boundary of α phase, and discuss influence of impurities (Pb, Sn, Cd) and Rare Earth elements (La, Y) on the electrode-potential of Zn and Al. The results shows that impurity elements (Pb, Sn, Cd) can increase the charge transfer between atoms over the grain boundary, leading to the large difference of electrode-potential between Zn and Al. Therefore the eroding is speeding up, but the RE element can reduce the charge transfer between atom sover the grain boundary, and lower the difference of electrode-potential between Zn and Al. Thus RE element is of the role of restraining the inter granular corrosion of zinc-aluminum alloys.     

MmB5贮氢合金的结构和性能

近十年未对AB5型合金的研究表明，某些多元取代的LaNi5基合金可作为MH／Ni电池的负极材料，且具有容量大，寿命长等优点[1，2]．LaNi5虽然具有吸放氢量较大、平台氢压平整和压力滞后小等优良性能，但不耐硷腐蚀、吸氢后易粉化，其氢化物的分解氢压较高，故不能作为负板材料．以Co部分地取代Ni可有效地降低氢化物的分解氢压·混合稀土（Mm）取代La，虽容量有所下降，但从原料成本上看是有益的．本工作试图从MmB5多元合金晶体结构的研究，来探讨Mm中La和Ce的相对含量对吸放氢性能和电化学容量的影响．1实验Mllin。合金样品由金属Ni，…     

锰掺杂六铝酸镧催化剂上甲苯催化燃烧净化研究

采用共沉淀法制备了系列锰掺杂六铝酸镧LaMn_xAl_12-xO₁₉催化剂。XRD表征发现,只有在锰掺杂量为2.0～2.5时,经1200 ℃焙烧处理得到的催化剂中才有完整的六铝酸盐晶相。由UV-vis漫反射、H₂-TPR和BET比表面积分析表明,掺杂的锰离子主要以Mn³⁺形式取代六铝酸盐八面体位置的Al;同时随锰掺杂量增多,催化剂中Mn³⁺/Mn²⁺比例变大,而比表面积却相应减小。O₂-TPD表征也进一步发现,随锰掺杂量增多,催化剂上化学吸附晶格氧量增加,而物理吸附氧分子量减少。在甲苯催化燃烧净化反应中,锰掺杂六铝酸镧催化剂表现出良好的低温催化活性,且锰掺杂量为2.0～2.5时活性最优。推测该反应是遵循Mars-van Krevelen机理,由Mn³⁺和Mn²⁺的协同作用共同促进晶格氧的流动性。     

钇替代镧对La-Mg-Ni系储氢合金晶体结构及其电化学性能的影响

通过少量Y对La的取代,研究了La0.75-xYxMg0.25Ni3.17Al0.13和La0.75-xYxMg0.25Ni3.37Al0.13(其中x=0.00,0.05,0.10)体系中Y对合金晶体结构及电化学性能的影响。通过X射线衍射实验、电化学性能测试,结果表明上述两体系主相为Ce2Ni7相、Pr5Co19相。少量的取代对活化性能、最大放电容量影响不大,但对循环稳定性、放氢平台压影响显著,而且在不同主相结构中,影响效果不一样。当x从0.00增大到0.10时:主相为Ce2Ni7相La0.75-xYxMg0.25Ni3.17Al0.13的S80%由222周下降到112周,放氢平台压则由0.015 MPa上升到0.045 MPa;而主相为Pr5Co19相La0.75-xYxMg0.25Ni3.37Al0.13的S80%由172周下降到127周,放氢平台压则由0.019 MPa上升到0.076 MPa。     

Rapid and selective chelatometric titration of aluminium in non-ferrous alloys

A rapid chelatometric method for the determination of Al (4–20%) in magnesium, copper and chromium-aluminium-iron alloys is proposed. HEDTA is used as titrant and Zn solution as back-titrant, with hydrazidazol as indicator. Mn(II), Cu(II), Cd, Zn, Pb, Co(II), Ni, Hg(II), Fe(III), Bi, Cr(III), Sb(III), Ce(III), La, Sn(IV), Ti(IV), Zr and Mo(VI) do not interfere. High selectivity is achieved by a combination of group separation, masking and interference correction. The coefficient of variation varies from 0.2 to 1%.     

钆对La-Mg-Ni系A_2B_7型储氢合金微观结构和电化学性能的影响

用高频感应熔炼方法制备了稀土系A2B7型La0.83-xGdxMg0.17N i3.05Co0.3A l0.15(x=0~0.5)储氢合金,在Ar气氛中和1173 K下对铸态合金进行退火处理,通过X射线衍射(XRD)、电子探针显微分析方法(EPMA)和电化学测试等分析方法系统研究了稀土Gd部分替代La元素对合金微观组织和电化学性能的影响规律。研究结果表明,合金退火组织主要由Ce2N i7型、Gd2Co7型、Pr5Co19型、PuN i3型和CaCu5型相组成,稀土Gd元素能有效减少和抑制退火组织中CaCu5型相的形成,随Gd含量x增加,合金相组成中A2B7型(Ce2N i7和Gd2Co7型)相丰度呈先增加后减小的规律,当x=0.2时其相丰度最大(91.0%)。合金的PCT吸氢平台压随Gd含量的增加而升高,x=0.5时吸氢平台压力接近0.1 MPa,x=0.2时合金的吸氢量达到最大值1.34%。电化学测试分析表明,随Gd含量x的增加,合金电极最大放电容量和容量保持率均呈先增加后减小的规律,适量的Gd元素可明显改善合金的综合电化学性能。当x=0.2时,合金电极放电容量达到最大值392.9 mAh.g-1,经100...     

Nanospheres of a new intermetallic FeSn5 phase: synthesis, magnetic properties and anode performance in Li-ion batteries

We synthesized monodisperse nanospheres of an intermetallic FeSn(5) phase via a nanocrystal-conversion protocol using preformed Sn nanospheres as templates. This tetragonal phase in P4/mcc space group, along with the defect structure Fe(0.74)Sn(5) of our nanospheres, has been resolved by synchrotron X-ray diffraction and Rietveld refinement. Importantly, FeSn(5), which is not yet established in the Fe-Sn phase diagram, exhibits a quasi-one dimensional crystal structure along the c-axis, thus leading to interesting anisotropic thermal expansion and magnetic properties. Magnetization measurements indicate that nanospheres are superparamagnetic above the blocking temperature T(B) = 300 K, which is associated with the higher magnetocrystalline anisotropy constant K = 3.33 kJ m(-3). The combination of the magnetization measurements and first-principles density functional theory calculations reveals the canted antiferromagnetic nature with significant spin fluctuation in lattice a-b plane. The low Fe concentration also leads Fe(0.74)Sn(5) to enhanced capacity as an anode in Li ion batteries.