退火后LaMgNi 3.9 Mn 0.2 合金相結構與吸放氫檢測與研究
發(fā)布時間：2021-11-23 19:44
近年來,我國政府出臺了一系列關于促進新能源行業(yè)發(fā)展的政策,新能源氫燃料電池汽車越來越受人們的追捧,而鎳氫燃料電池（Ni/MH）作為新能源汽車最核心的部分需要其具有較高的性能和較高的能量密度,這也就是要求作為電池負極的材料應具有優(yōu)異的綜合性能。目前,已商業(yè)化的AB5型儲氫合金因受到自身結構的限制容量不高而不能在滿足當下市場的需求,而REMg基AB2型儲氫合金因具有較高的理論容量及較良好的活化性能等優(yōu)勢引發(fā)了國內外學者的研究熱潮。盡管該類合金的理論儲氫量很高,但是其實際儲氫量卻很少,且吸放氫動力學性能也較差,因此,如何提高該類合金的儲氫量及其吸放氫動力學性能成為其商業(yè)化應用的研究重點。本研究對鑄態(tài)LaMgNi3.9Mn0.2合金進行不同時間和不同溫度的退火處理,采用XRD和SEM結合EDS檢測分析了合金的相組成及其微觀組織結構,并對合金在不同實驗溫度下的氣態(tài)吸放氫進行了檢測與研究。此外,為了探究退火對合金力學性能的影響,采用ABAQUS 6.14-1有限元軟件建立了鑄態(tài)合金和退火合金吸放氫后產生的裂紋模...
【文章來源】：河北大學河北省
【文章頁數】：84 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
Laves相的晶體結構及其四面體間隙位置示意圖
第一章緒論11圖1-2Laves相的晶體結構及其四面體間隙位置示意圖REMg基AB2型儲氫合金的典型代表為LaMgNi4合金。Kadir及其同事[51]的研究發(fā)現ReMgNi4(Re=Ca,La,Ce,Y,Nd等)儲氫合金的晶體結構是六方型MgCuSn4結構，如圖1-3所示。Wang等人[8]采用感應熔煉法制備ReMgNi4(Re=Pr,La,Ce,Y,Nd)系列合金，通過XRD測試表征證實了該類合金具有MgCuSn4六方結構。圖1-3LaMgNi4合金晶體結構示意圖1.3.2AB2型儲氫合金的氣態(tài)吸放氫性能據報道，理論上具有Laves相結構的REMg基AB2型LaNi2儲氫合金的儲氫量可達2.29wt.%，然而實際上在298K與0.8MPa氫壓下該合金的儲氫量僅為1.77wt.%[53-56]，這可能歸因于LaNi2合金中有氫致非晶化現象存在，合金在吸氫時發(fā)生的氫化反應較快，會放出較多的熱量使合金材料的分解甚至破壞其結構。Aoki等人[57]發(fā)現ReNi2
的滯后系數大于鑄態(tài)合金，更加有力地說明退火有效地改善了合金的儲氫性能。黃顯吞等[72]對合金(La0.8Nd0.2)2Mg(Ni0.8-x Co0.1Mn0.1Alx)9 (x=0~0.15)進行退火處理，發(fā)現，退火能改善合金的放氫平臺壓力，有利于促進合金在較低壓力下放氫，且退火后合金的放電平臺變得更加寬泛，放電時間延長，放電容量增加。Han 等[73]報道了退火溫度對LaNi3.8Al1.0Mn0.2 合金的儲氫性能的影響，指出，退火后，合金的平衡壓力降低，平臺寬度變大，隨著退火溫度的升高，合金的吸收/解吸氫平臺壓力先下降后上升，且因退火合金的 PCT 曲線中平臺壓力降低，使得氫原子在合金中越加容易擴散，進而提高了合金的吸氫動力學。如圖 1-4 所示。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]氫致裂紋中氫壓的理論表征及有限元求解方法[J]. 付雷,單龍,溫玉霜,王蘋,方洪淵. 焊接學報. 2019(11)
[2]固體儲氫材料的研究進展[J]. 陳思安,彭恩高,范晶. 船電技術. 2019(09)
[3]儲氫材料的研究及其進展[J]. 楊靜怡. 現代化工. 2019(10)
[4]退火對LaNi2.7Mn0.3Co0.5合金儲氫性能及電化學性能的影響[J]. 卿培林,李文慧,賴趙芳,陳林,黃顯吞. 材料熱處理學報. 2019(08)
[5]新型氫能儲備技術研究進展現狀[J]. 傅建龍. 當代化工研究. 2018(10)
[6]碳基材料對Mg2Ni合金儲氫性能催化研究[J]. 辛永軍,劉慶林,李肖龍,孫夢天,姜遠超,張國芳. 內蒙古科技大學學報. 2018(03)
[7]固體儲氫材料研究進展[J]. 馬通祥,高雷章,胡蒙均,胡麗文,溫良英,扈玫瓏. 功能材料. 2018(04)
[8]退火溫度對無鎂La-Y-Ni系A2B7型合金相結構和電化學性能的影響[J]. 王浩,羅永春,鄧安強,趙磊,姜婉婷. 無機材料學報. 2018(04)
[9]La-Mg-Ni基AB3.3合金退火處理中的相轉變[J]. 李寧,張俊嶺,郭瑞亞. 化工管理. 2018(07)
[10]鎂基儲氫材料的研究進展[J]. 王麗婷,王守志,孫晨財. 石家莊職業(yè)技術學院學報. 2016(06)
碩士論文
[1]快淬態(tài)LaMgNi3.6M0.4（M=Ni,Co,Al）合金相結構及電化學性能研究[D]. 張朋軍.內蒙古科技大學 2015
[2]高強度馬氏體鋼的氫致開裂特征研究[D]. 郭昀靜.昆明理工大學 2012
本文編號：3514531
【文章來源】：河北大學河北省
【文章頁數】：84 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
Laves相的晶體結構及其四面體間隙位置示意圖
第一章緒論11圖1-2Laves相的晶體結構及其四面體間隙位置示意圖REMg基AB2型儲氫合金的典型代表為LaMgNi4合金。Kadir及其同事[51]的研究發(fā)現ReMgNi4(Re=Ca,La,Ce,Y,Nd等)儲氫合金的晶體結構是六方型MgCuSn4結構，如圖1-3所示。Wang等人[8]采用感應熔煉法制備ReMgNi4(Re=Pr,La,Ce,Y,Nd)系列合金，通過XRD測試表征證實了該類合金具有MgCuSn4六方結構。圖1-3LaMgNi4合金晶體結構示意圖1.3.2AB2型儲氫合金的氣態(tài)吸放氫性能據報道，理論上具有Laves相結構的REMg基AB2型LaNi2儲氫合金的儲氫量可達2.29wt.%，然而實際上在298K與0.8MPa氫壓下該合金的儲氫量僅為1.77wt.%[53-56]，這可能歸因于LaNi2合金中有氫致非晶化現象存在，合金在吸氫時發(fā)生的氫化反應較快，會放出較多的熱量使合金材料的分解甚至破壞其結構。Aoki等人[57]發(fā)現ReNi2
的滯后系數大于鑄態(tài)合金，更加有力地說明退火有效地改善了合金的儲氫性能。黃顯吞等[72]對合金(La0.8Nd0.2)2Mg(Ni0.8-x Co0.1Mn0.1Alx)9 (x=0~0.15)進行退火處理，發(fā)現，退火能改善合金的放氫平臺壓力，有利于促進合金在較低壓力下放氫，且退火后合金的放電平臺變得更加寬泛，放電時間延長，放電容量增加。Han 等[73]報道了退火溫度對LaNi3.8Al1.0Mn0.2 合金的儲氫性能的影響，指出，退火后，合金的平衡壓力降低，平臺寬度變大，隨著退火溫度的升高，合金的吸收/解吸氫平臺壓力先下降后上升，且因退火合金的 PCT 曲線中平臺壓力降低，使得氫原子在合金中越加容易擴散，進而提高了合金的吸氫動力學。如圖 1-4 所示。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]氫致裂紋中氫壓的理論表征及有限元求解方法[J]. 付雷,單龍,溫玉霜,王蘋,方洪淵. 焊接學報. 2019(11)
[2]固體儲氫材料的研究進展[J]. 陳思安,彭恩高,范晶. 船電技術. 2019(09)
[3]儲氫材料的研究及其進展[J]. 楊靜怡. 現代化工. 2019(10)
[4]退火對LaNi2.7Mn0.3Co0.5合金儲氫性能及電化學性能的影響[J]. 卿培林,李文慧,賴趙芳,陳林,黃顯吞. 材料熱處理學報. 2019(08)
[5]新型氫能儲備技術研究進展現狀[J]. 傅建龍. 當代化工研究. 2018(10)
[6]碳基材料對Mg2Ni合金儲氫性能催化研究[J]. 辛永軍,劉慶林,李肖龍,孫夢天,姜遠超,張國芳. 內蒙古科技大學學報. 2018(03)
[7]固體儲氫材料研究進展[J]. 馬通祥,高雷章,胡蒙均,胡麗文,溫良英,扈玫瓏. 功能材料. 2018(04)
[8]退火溫度對無鎂La-Y-Ni系A2B7型合金相結構和電化學性能的影響[J]. 王浩,羅永春,鄧安強,趙磊,姜婉婷. 無機材料學報. 2018(04)
[9]La-Mg-Ni基AB3.3合金退火處理中的相轉變[J]. 李寧,張俊嶺,郭瑞亞. 化工管理. 2018(07)
[10]鎂基儲氫材料的研究進展[J]. 王麗婷,王守志,孫晨財. 石家莊職業(yè)技術學院學報. 2016(06)
碩士論文
[1]快淬態(tài)LaMgNi3.6M0.4（M=Ni,Co,Al）合金相結構及電化學性能研究[D]. 張朋軍.內蒙古科技大學 2015
[2]高強度馬氏體鋼的氫致開裂特征研究[D]. 郭昀靜.昆明理工大學 2012
本文編號：3514531
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