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本文在全面综述国内外稀土系非AB2、AB5型贮氢合金研究进展的基础上,确定以La-Mg-Ni系PuNi3型贮氢合金作为研究对象,采用XRD、SEM等材料分析方法及恒电流充放电、线性极化、电化学阻抗谱及恒电位阶跃放电等电化学测试技术,首先就退火处理对PuNi3型La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5贮氢合金相结构和电化学性能的影响规律进行了研究;在PuNi3型合金热处理研究的基础上,发现了La-Mg-Ni系A287型合金具有比PuNi3型合金更好的综合电化学性能,于是本文继续以La-Mg-Ni系A287型合金作为研究对象,分别就退火温度和元素替代对合金相结构和电化学性能的影响进行了研究;最后又初步研究了不同热处理工艺对化学计量比为3.8和4.0的La-Mg-Ni三元合金相结构和电化学性能的影响。 对于PuNi3型La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5合会,本文系统研究了退火处理温度对合金相结构和电化学性能的影响。结果表明,合金相主要有PuNi3型(La,Mg)(Ni,Co)3相、Ce2Ni7型(La,Mg)2(Ni,Co)7相、CaCu5型La(Ni,Co)5相和MgCu4Sn型LaMg(Ni,Co)4相。合余在1123K退火处理时有利于PuNi3型合金相的形成,而在1173K退火处理时则有利于Ce2Ni7型合金相的形成,且此时Ce2Ni7型(La,Mg)2(Ni,Co)7相为主相。退火处理对合金中各物相的晶体学微结构影响不大。退火处理后合金的放氢平台变平变宽。合金均有较好活化性能,随着退火温度的升高,合金电极的放电容量逐渐得到提高,其最大放电容量由铸态时的315.64mAh/g增加到1173K退火处理时的402.5mAh/g,Ce2Ni7型合金和PuNi3型金具有相似的吸放氢特性和电极活化特性。退火处理对改善PuNi3型合金电极的循环稳定性是有限的,但研究发现Ce2Ni7型合金电极具有比PuNi3型合金电极更好的循环稳定性和动力学性能,经70次充放电循环后,1173K退火处理时的合金电极的容量保持率可达92.9%。 对于A2B7型La1.5Mg0.5Ni7.0合金,本文进一步研究了退火温度对合金相结构和电化学性能的影响。结果表明,铸态合金由LaNi5相、LaMgNi4相、(La,Mg)Ni3相以及Gd2Co7型相组成,退火处理后,合金由Gd2Co7型相、Ce2Ni7型相和(La,Mg)Ni3相组成。随着退火温度升高,PuNi3型相的丰度减小,Ce2Ni7型相的丰度增加。退火处理可以有效改善合金电极的综合电化学性能,经1073K退火处理后,合金电极具有最高的放电容量(391.2mAh/g),合金电极的循环稳定性随退火温度的升高而不断提高,在1173K时合金电极经150次循环后其电极容量保持率为82%。合金的高倍率放电性能(HRD)随退火温度升高略有增加,在1173K时,合金电极的HRD最好(HRD900=89.0%)。Gd2Co7型和Ce2Ni7型合金具有相似的贮氢性能和电化学性能。 在上述研究的基础上,采用Y对La1.5Mg0.5Ni7.0合金中的La进行部分替代,系统研究了La3-xYxMgNi14(x=0,1,1.5,2)贮氢合金的相结构和电化学性能。结果发现,