铸态及退火态La1-xCa1+xMgNi9(x=0,0.25,0.5,0.75,1)合金储氢性能研究

来源 :内蒙古科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dark_zj
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
LaCaMgNi9作为典型的AB3型合金,在镍氢电池方面具备良好的应用前景。利用真空感应熔炼炉、高温管式热处理炉等制备了铸态和退火态合金样品。通过电感耦合等离子光谱仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析了合金的相结构、组成及形貌特征;利用气态储氢性能测试设备Seviet对合金的气态吸放氢容量及循环性能进行监测,计算和分析了吸放氢动力学性能、热力学性能及循环衰减容量等。本文运用真空感应熔炼的方法制备了不同La/Ca元素比例的La1-xCa1+xMgNi9(x=0,0.25,0.5,0.75,1)合金,运用Seviet设备监测不同比例合金的吸放氢曲线及PCT曲线,计算和分析各合金的动力学及热力学,选择出综合储氢性能较好的La0.25Ca1.75MgNi9合金,在950℃下分别进行4h和8h的退火保温处理,重点研究合金试样在30℃下的活化性能、30℃、60℃、90℃下的动力学性能以及30℃、45℃、60℃下的热力学性能。铸态 La1-xCa1+xMgNi9(x=0,0.25,0.5,0.75,1)合金主要是由 AB3 和 AB5 相组成,其中包括 CaNi5、(Ca,Mg)3Ni9、LaNi5、(Ca,La,Mg)3Ni9 相,吸氢后生成 CaH1.2Ni5、(La,Ca,Mg)3Ni9Hx、LaNi5Hx相,存在La元素的合金随着La元素比例增加,AB3相逐渐较少、AB5相逐渐增加、储氢容量降低、吸放氢的平台斜率变小、吸放氢的平台更加平坦且显现的更加明显,合金吸放氢焓变(ΔH)的绝对值在30KJ/mol、熵变(ΔS)的绝对值在100KJ/mol/K变化。铸态合金前3次循环的吸氢量衰减速度比后5次衰减速度大,循环16次后,合金吸氢量和前一次的吸氢量相当。其中,铸态La0.25Ca1.75MgNi9合金在30℃下2000s的吸氢量就能达到1.91wt.%,经过20次吸放氢循环后,合金吸氢量为1.68 wt.%,容量保持率分别为87%,该合金综合储氢性能较好。选择La0.25Ca1.75MgNi9合金,使用高温管式热处理炉在950℃下分别进行4h和8h的退火后,研究铸态以及退火态La0.25Ca1.75MgNi9合金的动力学及热力学性能发现:退火态的合金主相成分并没有发生改变,经过退火处理后,合金的衍射峰宽化、相稍微向右偏移、衍射峰的数量不变且呈现出明显的晶体结构。其次,退火处理能使合金吸放氢平台更长更平坦、合金的组织更均匀,说明退火态合金吸氢后生成的氢化物更加稳定。随着退火时间由4h增加到8h,SEM图显示合金颗粒的棱角变得平缓,并且颗粒表面的细小颗粒基本附在大颗粒的表面。退火保温时间为8h的La0.25Ca1.75MgNi9合金表现出的效果最佳,吸氢焓变为-23.642 KJ/mol;放氢的焓变为24.287 KJ/mol;吸氢熵变为-72.107 J/mol/K;放氢的熵变变为78.291 J/mol/K。铸态和退火态合金吸氢容量随着吸放氢循环次数的增加而减小,合金颗粒出现裂纹。退火处理后吸氢量可得到一定的恢复,合金吸放氢循环的容量保持率得到提高。退火保温时间为8h的La0.25Ca1.75MgNi9合金在90℃吸放氢循环时,容量保持率提高最多,由未退火的57.95%提高到87.93%。
其他文献
聚苯硫醚(PPS)是一种本征阻燃的耐高温材料,性价比优势较为突出,具有应用于耐火防护织物的潜在可能,但是PPS燃烧过程中激发态氧和游离基的产生及其对分子链的进攻,降低交联炭化效率,使炭层疏松,导致总热释放和热释放速率高,烟释放现象显著,不利于人身保护。为此,本文通过引入具有催化功能的三氧化二铁(Fe2O3),促进PPS燃烧中的交联-炭化反应,并引入石墨烯作为高效的热质屏障,通过两者协同作用促进炭层
学位
为有效解决黄河堤防工程维修养护工作中存在的雨季水沟浪窝平垫、夯实人工送土难、效率低、耗能高且质量差等弊病,近几年,博爱河务局相关技术人员结合黄河堤防工程堤坡水沟平垫夯实的特性,经过多方案比选、多次试验修改完善,研制出了"遥控履带式推平夯实打药一体机"来满足黄(沁)河堤防工程土方推平夯实维修养护工作。该机在博爱沁河河务局研制并应用成功后,先后在兄弟单位多处工程中得到推广应用,极大改善了维修养护职工平
会议
伴随科技的进步和信息化时代的来临,各类光学元器件逐渐朝着小型化和多功能化的方向发展,这对材料的性能提出了更高的要求。铋层状材料在稀土掺杂的作用下,常具备高效的发光性能,同时,在特定波长光的辐照下,其常会发生明显的光致变色反应,这两种性能结合,使铋层状材料在多维光学防伪和光信息存储领域得到了广泛的研究和应用。再者,由于带隙较窄,铋层状材料又是一种十分优良的半导体催化剂,在工业废水污染日益严重的今天,
学位
球团矿作为高炉炼铁的一种重要原料,在高炉炉料结构中的配比逐年增加。球团矿的还原性质,特别是还原膨胀性,对保证高炉炼铁过程炉料顺行,提高生产效率有重要的影响。本文以改善巴润铁精矿为原料生产的球团矿的还原膨胀性为目标,通过研究配加不同含量B2O3的巴润球团矿的成品球强度、还原膨胀率、还原度以及逐级还原过程球团矿的体积变化,揭示了B2O3对巴润球团矿还原膨胀性的影响,主要结论如下:B2O3配比为0.5%
学位
工农业生产、汽车尾气排放会产生大量的氨气(NH3),它作为一种有毒的刺激性气体,长期处于高于25 ppm的NH3气氛中会对人体的呼吸系统、皮肤、眼睛等造成损伤;此外,氨气存在于人体呼出气体中,是一种重要的生理指标。随着气体传感器和柔性电子器件的不断发展,研究者们将目光转向了可在室温下对待测气体进行实时检测的柔性气体传感器。SnO2因其对多种气体的高灵敏度响应,是气体传感材料的重要组成部分。为降低S
学位
随着航空航天技术的不断发展,航空发动机所面临的工作环境越发苛刻,对热障涂层材料性能的要求也越发严格。目前广泛运用的热障涂层为传统6-8wt.%YSZ,但是其在高于1200℃服役温度下容易发生相变和烧结,出现热导率上升、力学性能下降及抗腐蚀性能降低等问题,导致涂层最终失效剥落。因此,研究可以在1200℃以上长期稳定工作的新型热障涂层材料是当下极具重要意义的研究方向。本文采用高温固相反应法制备以CeO
学位
近年来水凝胶在柔性传感领域的应用引起了研究人员的广泛关注。在水凝胶中引入导电网络,不仅能利用水凝胶本身优异的拉伸性还可以赋予其良好的导电性,可用于监测人体健康和运动信号。聚乙烯醇(PVA)水凝胶因为良好的生物组织相容性、低毒性和弹性而被报道广泛应用在生物医学等领域。然而,包括聚乙烯醇水凝胶在内的导电水凝胶普遍存在机械性能差、在低温环境易冻结的问题,从而限制了其在很多场合的应用。另外,当水凝胶应用在
学位
Nd-Fe-B永磁材料由于其优良的磁性能特性而被广泛地用于各种领域,成为当前应用范围最广的磁性材料之一。由于烧结钕铁硼的矫顽力和耐热性都很差,这将会限制其在高温环境中的应用。为了解决这一问题,研究人员发现通过添加重稀土元素Dy/Tb能有效提高钕铁硼的矫顽力。但Dy/Tb元素在地壳中的丰富度只有Nd元素的1/10,是较为稀缺的战略资源,而且Dy/Tb原子会与Fe原子的磁矩发生反铁磁耦合,使永磁体剩磁
学位
报纸
<正>福建省福州市是一座水城,156条内河绵延274公里,被誉为"东方威尼斯"。福州市历届市委市政府高度重视城区排水防涝工作,特别是2017年以来,结合水系综合治理工作,福州市已经形成了"上截、中疏(蓄)、下排"的治理方针,综合采取了打通断头河、建设城市蓄滞空间、管网清疏、易涝点专项整治等措施,使福州市主城区排水防涝能力大幅度提升,尤其是在福建省创新建立了水系联排联调体系,设立城区水系联排联调中心
期刊