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铸态及快淬态Mm(NiCoMnAl)5-Mg2Ni储氢合金的微结构与电化学性能
  • ISSN号:1004-0277
  • 期刊名称:《稀土》
  • 时间:0
  • 分类:TG139.7[金属学及工艺—合金;一般工业技术—材料科学与工程;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]内蒙古大学物理科学与技术学院纳米磁性与功能材料重点实验室,内蒙古呼和浩特010021, [2]内蒙古师范大学物理与电子信息学院功能材料物理与化学自治区重点实验室,内蒙古呼和浩特010022
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(61141006); 内蒙古自然科学基金面上项目(2014MS0542,2011MS0111,2014MS0211); 内蒙古自治区人才开发基金项目(2014田晓主持); 内蒙古大学高层次人才基金项目(115304)
中文摘要:

首先采用二步熔炼法制备了铸态Mm(NiCoMnAl)5-Mg2Ni复合储氢合金,然后在不同快淬速度下对铸态Mm(NiCoMnAl)5-Mg2Ni复合合金进行快淬处理,获得一系列不同快淬速度的快淬态Mm(NiCoMnAl)5-Mg2Ni复合储氢合金。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜及能谱分析(SEM/EDS)和电化学测试方法研究了所有合金的微结构和电化学性能。微结构分析表明,铸态Mm(NiCoMnAl)5-Mg2Ni复合合金由LaNi5和少量的Mg2Ni相组成。而铸态复合合金经快淬处理后,合金中少量的Mg2Ni相消失,同时有LaNi3和极少量的La2Ni3新相形成。快淬态合金中的Mg元素主要以固溶形式优先存在于富稀土LaNi3相中,形成(La,Mg)Ni3相。电化学分析表明,恰当的快淬处理能使Mm(NiCoMnAl)5-Mg2Ni复合合金的活化性能、最大放电容量、放电特性和循环稳定性得到改善。但快淬速度太大,上述性能均有变坏趋势。当快淬速度为15 m·s^-1时,Mm(NiCoMnAl)5-Mg2Ni复合合金具有最大的放电容量,此时合金的最大放电容量为303.5 m Ah·g^-1,比铸态合金的最大放电容量增大了3.3%;快淬速度为20 m·s^-1时,复合合金的循环稳定性最佳,80次循环后的容量保持率为98.3%,比铸态合金的容量保持率增大了11.9%。

英文摘要:

The as- cast Mm(NiCoMnAl)5-Mg2Ni composite hydrogen storage alloys were firstly prepared by two steps melting method. Then the as- cast Mm(NiCoMnAl)5-Mg2Ni alloy was treated by rapid quenching at different quenching rates. Finally,a series of rapid quenched Mm(NiCoMnAl)5-Mg2Ni alloys at different quenching rates were obtained. The microstructures and electrochemical properties of Mm(NiCoMnAl)5-Mg2Ni composite alloys were investigated by means of X-ray diffraction( XRD),scanning electron microscopy with energy dispersive spectrometer( SEM / EDS) and electrochemical measurements. Microstructure investigation showed that the as- cast Mm(NiCoMnAl)5-Mg2Ni composite alloy is composed of the La Ni5 phase and a small amount of the Mg2Ni phase. However,the quenched composite alloys consist of the La Ni5 phase and the new phases of LaNi3 and La2Ni3. Moreover,the Mg element in the quenched alloys is mainly dissolved in the rich rare earth La Ni3 phase. Finally the(La,Mg)Ni3 phase is formed. Electrochemical analysis showed that the activation performance,the maximum discharge capacity,discharge potential characteristic and cycle stability of Mm(NiCoMnAl)5-Mg2Ni composite alloys can be improved by appropriate rapid quenching technology. But the rapid quenching rate is too high,the above performances of alloys are worse. Among the alloy samples studied,the maximum discharge capacity of the quenched composite alloy at 15 m·s^-1 is the best and its value is 303. 5 m Ah·g^-1. This value increases by 3. 3 % compared to that of the as-cast alloy. Furthermore,the quenched Mm(NiCoMnAl)5-Mg2Ni alloy at the quenching rate of 20 m·s^-1 exhibits the best cycle stability. The capacity retention after 80 cycles of the composite alloy is 98. 3 % and increases by 11. 9 % compared to that of the as- cast alloy.

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期刊信息
  • 《稀土》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:包头稀土研究院
  • 主办单位:中国稀土学会 包头稀土研究所
  • 主编:杨占峰
  • 地址:内蒙古包头稀土开发区黄河大街36号
  • 邮编:014030
  • 邮箱:xtbjb@brire.com
  • 电话:0472-5179380
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-0277
  • 国内统一刊号:ISSN:15-1099/TF
  • 邮发代号:16-37
  • 获奖情况:
  • 内蒙古自治区优秀科技期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:9849