| 题名 | R-Y-Ni系AB_(3.5-3.8)型无镁储氢合金微观结构和电化学性能研究 |
| 作者 | 姜婉婷 |
| 答辩日期 | 2018 |
| 导师 | 罗永春 |
| 关键词 | R-Y-Ni系AB3.5-3.8型储氢合金 稀土元素 微观组织与相结构 电化学性能 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 本文为了改善R-Y-Ni系储氢合金的循环稳定性,以A2B7型和A5B19型储氢合金为研究对象,采用镧系不同的稀土元素来优化合金A端成分。运用材料研究方法以及电化学测试方法对该系列合金进行结构和电化学性能研究。重点研究了A端元素的平均原子半径对合金结构和电化学性能的影响规律。首先,采用真空熔炼法制备A2B7型R0.3Y0.7Ni3.25Mn0.15Al0.1（R=Y,La,Pr,Ce,Nd,Gd,Sm）储氢合金,并在高纯Ar气氛、1173K下进行退火热处理。从研究结果来看,该系列退火合金组织主要由Ce2Ni7型相、PuNi3型相和La Ni5型相构成;不同原子半径的稀土元素对合金相组成和晶胞体积影响显著,合金中Ce2Ni7型相的晶胞体积与A端元素平均原子半径的大小规律保持一致;其中La元素部分替代Y元素时主相Ce2Ni7型相丰度最高为90.6%。除了R=Ce的合金以外,其余合金吸氢量增加,吸氢平台更加平坦变宽,且显著提高合金电极的最大电化学放电容量和循环稳定性。当R=La时,合金电极最大放电容量为389.2 mAh/g,100次充放电循环后其容量保持率S100为85.72%,其综合电化学性能较好。稀土元素部分替代Y均可很大程度提高合金的高倍率放电性能。其次,以R-Y-Ni系A5B19型储氢合金为研究对象,尝试用不同镧系稀土元素代替A端部分Y元素,系统研究了R0.45Y0.55Ni3.5Mn0.2Al0.1（R=Y,La,Pr,Nd,Sm）系列退火合金相结构和电化学性能,研究结果表明,退火合金微观组织为多相结构,主要由Ce5Co19型相、Ce2Ni7型相和La Ni5型相构成;其中R=La元素时合金中Ce5Co19型相相丰度最高;R=Nd元素时合金存在较多的La Ni5型相。电化学研究表明,引入镧系稀土元素后,明显提高合金电极的放电容量和循环稳定性;当R=La时,合金电极最大放电容量为389 mAh/g;R=Nd时合金电极具有最佳的循环寿命,循环后容量保持率S100可达90.0%,具有较好的综合电化学性能。镧系稀土元素部分替代Y极大程度地提高了合金的高倍率放电性能。最后,针对La元素与Nd元素在储氢合金中的特殊性,设计了成分为La0.1NdxY0.9-xNi3.25Mn0.15Al0.1（x=00.6）的合金,系统研究了不同Nd元素含量的合金相结构和电化学性能。研究结果表明,退火合金微观组织为多相结构,x为00.3时合金主要由Ce2Ni7型相和La Ni5型相构成,x为0.40.6时合金主要由Ce2Ni7型相和PuNi3型相构成,其中x=0.4时合金主相Ce2Ni7型相丰度最高。合金电极电化学性能研究表明,随着稀土元素Nd的增多,合金电极的容量保持率均高于未添加Nd元素的合金;当x=0.4时,合金电极最大放电容量为377.7 mAh/g,其容量保持率为84.16%,同时该合金具有最佳的高倍率放电性能,表现出较优秀的综合电化学性能。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 68 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/93581]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 姜婉婷. R-Y-Ni系AB_(3.5-3.8)型无镁储氢合金微观结构和电化学性能研究[D]. 2018. |
| 个性服务 |
| 查看访问统计 |
| 相关权益政策 |
| 暂无数据 |
| 收藏/分享 |
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。
修改评论