一、Mn添加量对TiCrVMn合金储氢性能的影响（论文文献综述）
张力宇[1]（2021）在《镁基储氢材料制备与床体服役工况动态热导率研究》文中认为缺乏安全高效的氢储运技术是制约氢能大规模商业化应用的关键环节之一,高容量固态储氢材料是解决这一问题的有效手段。镁基储氢材料因具有储氢容量高、资源丰富、价格低廉等优点而成为最具吸引力的储氢材料之一,但由于镁基储氢材料的吸/放氢反应热焓大、粉体导热性能差,亟需提高床体的能质传递性能以满足应用需要。目前镁基储氢材料床能质传递性能计算模型均将镁基储氢材料床的有效热导率简化为常数而忽略其在工况条件（氢压、温度、氢含量）下的显着变化,导致模拟计算与实际能质传递性能出现较大偏差,影响模型计算的准确性。因此,亟需系统研究镁基储氢材料床体有效热导率随氢压、温度和氢含量等工况参数的变化规律,为床体传热传质优化研究提供数据支撑。基于以上问题,我们首先通过机械球磨法优化出兼具高储氢容量和良好动力学性能的Mg/Ti-Cr-V复合储氢材料作为研究对象。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和激光粒度仪对复合材料物相组成、显微形貌和颗粒粒度分布进行表征,采用Sievert’s体积法测定复合材料的吸/放氢动力学性能。将氢化态Mg/Ti-Cr-V复合储氢材料（MH）与一定比例的膨胀石墨（EG）混合,采用单轴模压法制备MH/EG床体模块探究膨胀石墨添加量和成型压力对MH/EG床体模块性能的影响。采用瞬态平面热源法成功搭建了动态热导率测试平台,研究了不同氢压、温度、氢含量等工况参数对床体模块热导率的影响,拟合获得了床体模块热导率与温度、氢压和氢含量等服役条件关系的经验公式,并分析了相应的机理,为固态储氢装置传热传质性能的设计计算提供了重要的基础数据。采用原位氢化反应球磨法制备了 Mg-x wt%Ti0.16Cr0.24V0.6复合储氢材料（x=0、3、5、10）。结果表明,Mg-3 wt%Ti0.16Cr0.24V0.6复合储氢材料具有最优异的储氢容量和较好的动力学性能,在300℃时,其对0.1 MPa氢压,80 min内的放氢容量达7.08 wt%,对 2 MPa 氢压,30 min 内的再吸氢容量达 6.95 wt%。对 Mg-3 wt%Ti0.16Cr0.24V0.6 复合储氢材料通过放大实验实现200g级的批量制备,优化出的球磨工艺条件为:球料比20:1,φ10和φ7不锈钢磨球的数量比为1:3,正向球磨30 min暂停5 min反向球磨30 min,转速500r/min。批量制备的复合储氢材料具有良好的动力学性能以及物相、粒度和微观形貌的一致性。为了探究成型工艺对镁基复合储氢材料床体模块的影响,通过单轴模压分别在固定成型压力为273 MPa下制备了膨胀石墨添加量分别为0 wt%、5 wt%、10 wt%、15 wt%、20wt%和固定膨胀石墨添加量为10 wt%,成型压力分别为39MPa、117MPa、195 MPa、273 MPa和351 MPa的MH/EG床体模块。结果表明,提高膨胀石墨添加量会导致其在床体模块中形成更明显的网格化结构,使MH/EG床体模块的热导率和表观密度提高,氢渗透率和质量储氢容量降低,对孔隙率基本没有影响,并且添加10 wt%膨胀石墨制备的床体模块在牺牲部分储氢容量的同时具有较理想的热导率和吸/放氢速度。提高成型压力会导致MH/EG床体模块具有更高的压实密度和更明显的膨胀石墨层片状趋势,使MH/EG床体模块的热导率和表观密度提高,孔隙率和氢渗透率降低,对质量储氢容量和动力学没有显着影响,并且在351 MPa下成型的床体模块在保证放/吸氢速度的基础上具有最高的热导率。选取Mg-3 wt%Ti0.16Cr0.24V0.6/10 wt%EG（MH/EG）床体模块为研究对象,系统测定了其在不同气氛、氢压、温度和氢含量下的热导率。结果表明,MH/EG床体模块在氢气气氛中具有较高的热导率,且热导率随压力的提高呈对数增大的趋势。这是因为温度和气体类型不变时,随着压力逐渐增大,氢气分子平均自由程开始减小,气体分子之间碰撞加剧,粒子间的能量交换与气体分子的浓度和填充气体的热导率成正比。MH/EG床体模块的热导率随温度的升高呈线性减小趋势。这是因为随着温度提高,MgH2晶格中平均声子数增大,声子间碰撞频率提高,自由程降低,导致MgH2晶体的热导率随着温度的提高而降低。MH/EG床体模块放氢时热导率随氢含量呈现“S”型变化趋势。床体模块开始放氢后,热导率先略微提高,当放氢量达到3 wt%左右时,热导率显着增大,接近放氢结束时,热导率基本不变。同时,床体模块在相同的氢含量时热导率随温度升高呈现降低趋势。这是因为放氢时基体中的MgH2颗粒逐渐转变为金属镁颗粒,同时以自由电子导热形式的金属镁相较于以晶格传热形式的MgH2具有更高的热导率,并且金属Mg颗粒在高温下可能发生局部烧结。拟合得到床体模块热导率随温度和氢压以及氢含量变化的经验公式,将为固态储氢装置传热传质性能的设计计算提供了重要的基础数据,高容量镁基床体模块的原位热导率测试将为今后研究提供重要参考。
郑皓元[2]（2021）在《两种Ti-V基BCC储氢合金对NaAlH4储氢性能的影响》文中认为NaAlH4因其具有高达7.6 wt%的理论储氢容量受到了研究者们的关注。虽然纯NaAlH4动力学、热力学及可逆性仍较差。但通过催化改性可以有效提高其储氢性能。考虑到传统催化剂会降低体系储氢容量,或为获得高效催化剂而付出高昂的制备成本。在本论文中,我们希望通过低成本的球磨工艺制备高性能无副产物的NaAlH4复合储氢体系。采用两种室温下具有高可逆储氢容量的Ti-V基BCC储氢合金(V30Ti35Cr25Fe10和V55Ti22.5Cr16.1Fe6.4),分别与Na H和Al原位球磨制备BCC/NaAlH4复合体系。希望以此提高NaAlH4的吸放氢动力学,而不会明显牺牲其可逆储氢能力。为此开展了四项研究:首先,通过氢气氛下高温退火去除V30Ti35Cr25Fe10合金表面的钝化膜,同时提高其成分的均匀性。然而,实验结果表明,高温（1200℃）氢气氛退火会使合金部分BCC相歧化成Laves相并伴随着可逆储氢容量的下降,这导致了储氢容量显着下降;而在1200℃氩气气氛下退火的合金没有发生歧化,其储氢容量得到了提高。为必避免合金接触空气以及将难以破碎的合金细化成粉末,采用高压氢（8 MPa）辅助机械破碎技术在自制反应器内将合金进行粉碎,所得粉末经室温抽空后不经活化即可直接吸氢。通常,小颗粒有利于合金吸氢。遂采用球磨法进一步细化了含氢合金颗粒,发现相当一部分BCC相歧化为Laves相。Laves相氢化物可能比BCC相更稳定,高温和球磨条件为稳定相的生成提供了有利条件。其次,通过两步球磨法将(V30Ti35Cr25Fe10Hy)x/100+NaH+Al+0.1G（x=4,8,12;G:grephene）进行原位合成。合金先进行氢化,然后在真空条件下进行了放氢,其内部残留了一些氢。结果表明,在BCC合金的帮助下,高达97%的Al和Na H在2 MPa低氢压下合成为NaAlH4。BCC合金有助于提高NaAlH4的可逆度与吸放氢动力学。其中,所有样品经五次放氢循环后均能达到完全放氢。x=4时,放氢量为5.15 wt%,为所有样品中最高,当x=8时,第五放氢循环容量保持率为70.1%,为所有样品中最高。第三,通过两步球磨法将(V55Ti22.5Cr16.1Fe6.4Hy)x/100+Na H+Al+0.1G（x=4,8,12）进行原位合成。研究表明,该合金的平均颗粒尺寸大于第二个工作中的BCC合金。但是,NaAlH4的吸放氢动力学仍然得到了改善;并且,当x=8和12时,放氢保持率高于第二个工作的情况,当x=4时综合吸氢性能最佳,其放氢量为5.17 wt%,接近理论容量的98%,为三个样品中最高。五次放氢保持率为68.3%,与第二个工作中x=8的情况非常接近。在本工作中,综合储氢性能略优于之前的工作,但BCC合金的粒径较大,这可能是由于BCC合金具有较好的抗畸变能力。在第四项研究中,通过调节V30Ti35Cr25Fe10Hx的x值来调整合金的含氢量,研究发现合金的含氢量对样品的吸放氢性能有重要影响:合金含氢量从0 wt%增加到1.5 wt%时,整个体系第一个循环的放氢量从4.68 wt%增加到4.85 wt%。此外,还调整了G的添加量,发现当G的添加量从10 mol%减少到2 mol%时,第五次循环容量保持率从54.5%增加到60.3%。
潘富健[3]（2021）在《Nd/Co元素及荷电态对La-Y-Ni系AB3.5-3.8型储氢合金结构及电化学性能的影响》文中研究表明作为镍氢电池负极材料,储氢合金的性能和发展是制约镍氢电池发展的重要因素。传统商用镍/金属氢化物（Ni/MH）二次电池的负极材料为AB5型多元储氢合金,稀土系AB5型多元储氢合金具有放电性能好、循环寿命长、环境相容性好等优点,然而商用AB5型合金电极的容量较低,限制了镍氢电池在高能量密度设备中的应用。稀土R-Mg-Ni系超点阵结构A2B7型储氢合金,具有更高的放电容量,但其循环稳定性仍欠佳。研究表明,新型无镁超点阵结构A5B19型La-Y-Ni系储氢合金电极具有易活化、容量高和氢致非晶化倾向小等特点,且A5B19型合金较A2B7型合金具有更多的Ca Cu5的结构单元堆垛,理论上其在吸放氢过程中结构更加稳定。基于此,本文以A5B19型La0.25Nd0.2Y0.55Ni3.52-xCoxMn0.18Al0.1（x=0-1）储氢合金为研究对象,利用电化学测试及XRD、SEM/EDS等方法系统研究了Co元素及热处理对A5B19型合金相结构和电化学性能的影响规律。在此基础上,以La-Y-Ni系A2B7型合金为对象,初步探讨了荷电量（电化学吸氢容量）对合金电极循环稳定性及其过程行为的影响,分析了不同荷电量下合金电极循环时的组织、表面形貌与组成、氢致粉化与应变累积等的变化规律以及影响合金电极循环稳定性的原因。本文围绕上述内容,得到的主要结果如下:（1）对于A5B19型La0.25Nd0.2Y0.55Ni3.52-xCoxMn0.18Al0.1（x=0-1）退火合金,适当添加Co元素有利于La Ni5杂相消失及A5B19型相形成。随Co含量增加,合金电极最大放电容量Cmax呈先增大后减小趋势,最大放电容量值达到378.6m Ah/g（x=0.2）。添加Co元素可明显降低合金吸放氢平台和改善合金电极的抗腐蚀性能,使合金电极循环稳定性S100由88.51%（x=0）逐步提升至94.44%（x=1）。（2）以低钴A5B19型La0.25Nd0.2Y0.55Ni3.32Co0.2Mn0.18Al0.1合金为研究对象,对样品进行1173-1373 K不同温度热处理。结果表明,退火温度过高或者过低时均会促使La Ni5相生成。1273 K退火时合金组织由A5B19型相及A2B7型相组成,其具有最大放电容量(Cmax=378.6 m Ah/g)和较佳的循环稳定性(S100=91.12%).（3）研究了充电荷电量对A2B7型La0.33Y0.67Ni3.23Mn0.17Al0.1退火合金电化学性能的影响。结果表明,以不同荷电量充放电循环时,循环初期时合金存在一个容量不发生衰减循环期（次数）,定义其为孕育期,发现荷电量大小与孕育期长短成负相关。以95%荷电量对合金电极进行充放电时,合金电极孕育期为57次循环,分别充放电循环16次、32次和55次后,发现经16-55次循环后的样品颗粒间与表面形成了不同程度的团聚和絮状物,对电化学循环后合金电极的微观应变计算结果表明,在孕育期内随循环次数的增加,合金应变逐渐增加,当循环至孕育期临界点后附近时其应变大幅降低。尽管如此,孕育期内合金电极的表观放电容量仍未发生衰减,但其表面析出大量针状物。这一现象和初步结论对理解该合金体系电极的容量衰退机理具有一定的启发作用。
徐庆飞[4]（2020）在《Ti1.1-xFe0.6Ni0.3Zr0.1Mn0.2Smx（x=0-0.08）合金的微观结构及储氢性能研究》文中认为由于钛铁系储氢合金具有可逆储氢量高,资源丰富和氢化物分解压低的特点而被认为是具有很大应用前景的储氢材料之一。然而,钛铁合金储氢时活化困难,滞后效应大的缺点也限制了其在实际中的应用。有研究发现,通过元素替代、表面改性以及添加催化剂的方法可以改善钛铁基储氢合金的储氢性能。本文是在前人的研究基础上分析了元素Sm替代和球磨处理对Ti1.1Fe0.6Ni0.3Zr0.1Mn0.2合金的微观组织结构和气固储氢性能的影响,探究了合金吸放氢机制和热力学性能与改性工艺之间的内在联系。本文通过真空感应熔炼的方法制备了实验合金Ti1.1-xFe0.6Ni0.3Zr0.1Mn0.2Smx（x=0-0.08）,通过Sm的部分替代Ti来探究元素替代法对合金储氢性能的影响。此外对Ti1.04Fe0.6Ni0.3Zr0.1Mn0.2Sm0.06合金进行球磨处理。通过XRD、SEM及HRTEM分析了合金的微观结构,发现铸态合金由Ti（Fe,Ni）相、TiMn相,Ti和Sm相组成,球磨合金只出现了Ti（Fe,Ni）相。随着球磨时间增加,合金出现非晶化特征,合金颗粒粒径明显减小。实验发现,通过元素替代法使得铸态合金的第一次活化孕育期时间明显改善,并且随着Sm元素替代量增加,合金首次吸氢孕育期先减小后增大。Sm替代量增加还能够明显改善合金的吸氢速率,在313 K时,200 s内合金的吸氢饱和率从83.4%增加至96.5%;在373 K时,合金的吸氢饱和率从94%增加至98.5%,但是Sm替代量的增加使得合金的最大放氢量明显减小。此外,还发现合金的吸放氢控制机理是以氢原子扩散的方式进行的。对于合金的热力学性能而言,Sm的替代对合金吸放氢热力学ΔH和ΔS值的影响都较小。实验还研究了球磨时间对Ti1.04Fe0.6Ni0.3Zr0.1Mn0.2Sm0.06合金的微观结构和储氢性能的影响。研究发现球磨并没有使合金的结构发生改变,但是球磨后合金呈现出非晶和纳米晶的形态,球磨处理后合金颗粒平均粒径从100μm降低到10μm左右,并且出现了严重的团聚现象。相对于铸态合金而言,球磨态合金第一次活化孕育期明显增加,当球磨时间为1 h时合金有最快的吸氢速率。此外,球磨处理工艺使合金吸放氢热力学ΔH和ΔS值略微增加,球磨时间的增加使合金的最大吸氢量明显降低。
侯建业[5]（2020）在《TiFe基储氢材料的制备、微观结构和储氢性能研究》文中进行了进一步梳理大量使用化石燃料排放的温室气体对环境有污染,因此需要开发替代燃料。氢作为一种替代能源原料,已被公认为是移动和固定应用中化石燃料的理想替代产品。但氢气的生产储存和运输仍然是氢能领域关键技术。在众多储氢材料中TiFe合金作为AB型储氢合金的典型代表,不仅在常温下能有不错的吸放氢性能,还具有较高的储氢密度和较低的成本。尽管已经进行了多年的研究,但是将其转化为商业化还有一定的距离。而且TiFe合金的活化滞后等问题,阻碍了TiFe合金在实践中的进一步商业化应用。本文选取了活化性能优异的Ti1.1Fe0.6Ni0.3Zr0.1Mn0.2五元合金作为母合金,采用元素替代的方法来探究不同Pr元素的替代量对铸态Ti1.1-xFe0.6Ni0.3Zr0.1Mn0.2Prx（x=00.08）合金微观结构及储氢性能的影响。测试条件为氢气压力3 MPa温度分别为313、333、353和373 K。结果显示元素替代对合金的相组成不会产生影响,只有TiFe相、NiTi2相和FeZr2相。但缩短了活化时间,由原始合金的2640 s都缩短到30 s以内,铸态Ti1.02Fe0.6Ni0.3Zr0.1Mn0.2Pr0.08合金具有最优的活化性能,在10 min以内就能达到1.587 wt.%。铸态Ti1.04Fe0.6Ni0.3Zr0.1Mn0.2Pr0.06合金在353 K时最大吸氢量达到1.521 wt.%,但是放氢不完全并且放氢量随着温度的升高不断变大。Pr元素在合金中的作用为,Pr的加入会促进Ti的偏析,与氢气反应生成氢化物不容易分解这会导致放氢量变小,吸氢量变大。因此适量的添加Pr元素对铸态Ti1.1-xFe0.6Ni0.3Zr0.1Mn0.2Prx（x=00.08）合金的储氢性能有一定的改善作用。对铸态Ti1.04Fe0.6Ni0.3Zr0.1Mn0.2Pr0.06合金进行了机械球磨处理,来探究球磨时间对合金的微观结构及储氢性能的影响。球磨时间为0、0.5、1、3和6 h。结果显示球磨合金只有TiFe相,随着球磨时间的增加,平均粒径由原样的42.49μm减小到了球磨6 h的3.62μm,比表面积由0.0638 cm3/g增加到0.3058 cm3/g。短时间球磨对合金的活化性能有益,球磨0.5h活化时间最短为24 s。最大吸氢容量随着球磨时间的增加而减少,例如在313 K温度下最大吸氢量分别为1.471 wt.%、1.265 wt.%、1.112 wt.%、1.104 wt.%、0.98 wt.%。球磨3 h的合金具有最低的吸氢平台,球磨1 h的合金具有最高的放氢平台。球磨对合金的作用为:球磨会使合金的颗粒不断减小,比表面积不断加大,逐渐形成纳米晶非晶,多晶界和高比表面积为氢气扩散提供通道,进而改善储氢性能。
贾凯波[6]（2020）在《球磨及石墨烯复合对含Nd镁基储氢合金的结构与性能影响》文中指出镁基储氢合金具有储氢量大（MgH2理论储氢量7.6wt.%,Mg2NiH4氢含量达3.6wt.%）、密度小、资源丰富、开发成本低廉、清洁环保等一系列优势,被认为是最具潜力的储氢材料之一。但其作为储氢合金时,还存在着如吸放氢温度过高,以及吸放氢的动力学性能较差等致命缺点,导致其至今还在走向去往应用的道路上。为此研究者采用调整合金成分的化学计量比、添加催化剂以及改变合金制备方法等手段和措施来提高合金的综合储氢性能。尽管上述方法的采用取得了一定的效果,然而距离实际应用尚有距离,同时影响机理也未完全明确。本文通过稀土添加、球磨制备以及石墨烯复合等方法,研究了上述三种情况下对镁基合金气固储氢性能的影响,并探究三种情况下合金的组织变化及相变组成的变化,以及与合金吸放氢性能之间的关联,同时计算了不同情况下合金的放氢活化能及吸放氢过程中的焓变和熵变值。研究了不等量的稀土元素Nd添加对Mg24Ni10Cu2合金相组成、组织结构以及储氢性能的影响。发现Nd的添加量并不改变合金的相组成,四种Nd添加量的铸态合金中主要有Mg2Ni相、NdMgNi4相和少量的Mg3Nd相。其形貌观察发现铸态合金的组织较为光滑平整,且具有三种衬度的组织,其中具有锐利边缘的白色组织镶嵌在灰色的基体组织之中,而少量的深灰色组织呈现出零散分布。吸氢后合金的相组成变为Mg2NiH4、Nd3H2相和少量的MgH2相,放氢后的组成相主要为Mg2Ni和Nd3H2相,而NdMgNi4相在吸放氢前后保持不变。同时发现经过吸放氢循环后合金的样品表面变得粗糙同时存在大量的裂纹。发现Nd的添加降低了合金的放氢活化能（Ea）,由Mg23.5Nd0.5Ni10Cu2合金的70.82 kJ/mol,降低到了Mg22.5Nd1.5Ni10Cu2合金的60.26 kJ/mol。同时Nd的添加也改善了合金的吸放氢热力学性能,其中Mg23Nd1.0Ni10Cu2合金的吸氢（35）H和（35）S为-48.61kJ/mol和-80.03 J/K/mol H2,而Mg23.5Nd0.5Ni10Cu2合金放氢（35）H和（35）S为59.61 kJ/mol和90.18 J/K/mol H2。研究了球磨时间对合金的微观组织结构以及气固储氢性能的影响。发现与铸态合金相对比,铸态合金时的少量Mg3Nd相消失,而主相Mg2Ni相和NdMgNi4相保持不变。其形貌观察发现球磨明显减小了合金的颗粒尺寸,但随着球磨时间的的延长,在颗粒尺寸减小的同时出现了团聚现象。而在对合金吸放氢样品研究中发现,合金在经过吸放氢后其相组成与铸态合金时的一致,球磨态组织在经过吸放氢后变化不明显,在经过吸放氢后颗粒表面存在裂纹。性能测试表明,球磨制备明显改变了合金的活化性能和放氢动力学性能。Mg23Nd1.0Ni10Cu2铸态合金的放氢Ea为60.57 kJ/mol,而球磨20h后减小到55.71 kJ/mol。同时发现球磨制备对合金的吸放氢热力学性能也有轻微的改善作用,其中Mg23Nd1.0Ni10Cu2合金球磨10h合金放氢（35）H和（35）S为80.66 kJ/mol和127.01 J/K/mol H2,而球磨40h合金的放氢（35）H和（35）S变为72.12 kJ/mol和118.45 J/K/mol H2。研究了复合石墨烯对合金组织结构和储氢性能的影响。发现石墨烯可以加剧合金非晶化程度,但是不会改变合金的相组成。复合石墨烯对活化吸氢速率影响不大,对活化放氢速率没有改善作用。但石墨烯的添加能够明显改善合金的低温吸放氢性能,在低温150℃时,添加1wt.%、10wt.%石墨烯球磨态合金有良好的吸氢能力,温度超过250℃时石墨烯对吸放氢速率影响不大。微量石墨烯对于放氢动力学性能起不到改善作用,但可以在一定程度上降低放氢平台压力值。石墨烯还可以提高合金的热力学性能,其中添加1wt.%石墨烯的放氢（35）H和（35）S为79.13 kJ/mol和122.98 J/K/mol H2,而添加10wt.%石墨烯的放氢（35）H和（35）S变为75.81 kJ/mol和119.37 J/K/mol H2。
于露[7]（2020）在《Ti1.4V0.6Ni复合材料制备及电化学性能研究》文中研究指明具有二十面体相（Icosahedral Phase）的Ti1.4V0.6Ni合金,作为镍氢电池负极材料具有更高的比容量(>270 m Ah g-1),但该材料循环稳定性较差。本论文工作以Ti1.4V0.6Ni合金为研究对象,采用机械球磨法添加Ti N、MoS2、La Y2Ni9.7Mn0.5Al0.3对Ti1.4V0.6Ni合金进行改性,以期改善材料的电化学储氢性能。具体研究内容及结果如下:（1）制备Ti1.4V0.6Ni+xTiN（x=1,2,3,4 wt%）复合材料,研究材料的组织和电化学性能。研究结果表明,添加3 wt%TiN的Ti1.4V0.6Ni表现出优异的循环稳定性、高的电荷保持率以及良好的倍率放电性能。相对于Ti1.4V0.6Ni材料,S50增加了20%。经过50次充放电循环后,Ti N仍很好的分散在材料表面,抑制材料颗粒粉化。（2）制备Ti1.4V0.6Ni+xMoS2（x=5,10,15,20 wt%）复合材料,研究材料的组织和电化学性能。研究结果表明,添加MoS2的复合材料与单独的Ti1.4V0.6Ni合金电极相比,电化学反应速率提高,电荷转移阻力降低,因为MoS2纳米花具有高催化活性和良好的电导率。添加MoS2调节了Ti1.4V0.6Ni合金表面的离子浓度,因而提高Ti1.4V0.6Ni合金电极的高倍率性能。（3）制备Ti1.4V0.6Ni+xLaY2Ni9.7Mn0.5Al0.3（x=10,20,30 wt%）复合材料,研究材料的组织和电化学性能。研究结果表明,Ti1.4V0.6Ni+30 wt%La Y2Ni9.7Mn0.5Al0.3复合合金最大放电容量达到300 m Ah g-1,与单纯的Ti1.4V0.6Ni合金电极相比,提升了约15%左右。
李闯[8]（2020）在《稀土Ni基多元合金作为Ni/MH电池电极材料的结构和性能的研究》文中研究说明本文以稀土Ni基多元合金作为Ni/MH电池负极电极材料,旨在研究稀土Ni基多元合金的相结构和电化学性能。论文以储氢合金La0.8Mg0.2Ni3.1Al0.3Mn0.1作为基准合金,探索元素取代,退火处理对基准合金的相结构和电化学性能的影响。研究内容主要囊括了两个模块:Co元素取代Ni对基准储氢合金电化学性能的影响,对比筛选出合金最佳比例;在最佳比例的基础上,探究Mo元素取代和退火处理对储氢合金的相结构和电化学性能的影响。XRD衍射图显示元素取代和退火处理没有改变储氢合金的相结构,合金的相结构均包含三相,分别LaNi5相,La2Ni7相,La7Ni3相.。虽然相结构的组成没有改变,但是相结构中的晶胞体积和晶胞参数发生改变;合金的SEM图表明合金具有多相结构,各个相结构呈区域分布,;TEM图中的衍射斑点分布结果与XRD一致。电化学测试结果表明基准合金进行Co元素取代（比例为0,0.1,0.3,0.5,0.7）后,电池的循环稳定性和最大放电容量有明显的增加,其中当Co元素取代的比例为0.5时,合金放电容量最高,达到307.2 mAh/g,循环50圈时稳定性为79.5%,Co元素的添加提高了循环稳定性,循环50圈时,Co0.5的循环稳定性较基准合金增加了13%,综上得出Co元素取代的最佳比例为0.5。在最佳比例的基础上分别对其进行Mo元素取代（比例为0,0.1,0.15,0.2）和退火处理,发现电池的高倍率放电性能和循环寿命普遍提高。其中当Mo元素比例为0.1时,100圈时循环寿命高达83.6%;退火处理后,最大放电容量增加至325 mAh/g,尤其当温度为-20℃时,放电容量为291.3 mAh/g,低温电化学研究表明随着温度降低,放电容量降低。退火处理降低了电化学阻抗值,退火合金的HRD600（%）为62.5%,较铸态合金提高了8%。
陈瑜竹[9]（2020）在《合金化方法调控YFe2型储氢合金的相结构与储氢特性》文中指出在众多类型的储氢合金中,具有AB2拉弗斯相结构的YFe2稀土储氢合金具有吸氢容量较高、资源丰富、成本低的特点。但是,YFe2合金在吸放氢过程中会发生氢致非晶化和歧化反应,从而失去吸放氢可逆性。本论文采用元素替代和非化学计量的策略,设计了一系列含Sc的三元和四元YFe2基合金,并通过电弧熔炼和高温退火的方法完成制备;采用XRD和SEM的方法分析相结构及组成;通过吸氢动力学以及吸/放氢PCI的测试研究各合金的储氢性能。论文的主要结果如下:首先在YFe2合金的基础上,采用原子半径较小的Sc元素部分取代Y,制备得到了具有C15型拉弗斯单相结构的Y1-xScxFe2（x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5）合金。由于加入Sc后,合金的RA/RB值降低、原子间距的膨胀和收缩程度的降低以及体积模量的升高,Y1-xScxFe2（x=0.3,0.4,0.5）合金能实现可逆吸放氢过程。同时,加入Sc有效地提升了合金的吸氢性能,其中Y0.5Sc0.5Fe2合金的吸氢容量最高,达到了1.94 wt.%。此外,加入Sc后明显改善了合金的脱氢热力学性能,其中Y0.5Sc0.5Fe2合金在200℃下的脱氢量、脱氢平台压和脱氢焓变分别为1.50 wt.%、0.192 atm和60.31k J/mol。进一步,结合第一性原理计算可明确,四面体间隙缩小导致的氢化物稳定性降低,能改善合金的脱氢热力学性能。为揭示B侧元素欠量对Y-Sc-Fe合金储氢性能的影响,在Y-Sc-Fe合金中选取性能最好的Y0.5Sc0.5Fe2合金,进一步设计并制备了Fe欠量的Y0.5Sc0.5Fe2-x（x=0.1,0.3,0.5）合金。Fe欠量不大的Y0.5Sc0.5Fe1.9合金为C15型拉弗斯单相结构,Fe欠量过大的Y0.5Sc0.5Fe2-x（x=0.3,0.5）合金由C15型拉弗斯相（α）和Y单质（β）两相构成,且其中的C15相在吸放氢前后均能保持结构稳定。此外,Y0.5Sc0.5Fe2-x（x=0.3,0.5）合金经一次吸-放氢过程后α相含量会发生变化。Fe元素欠量显着地改善了储氢性能,随着Fe欠量程度增大,合金的吸氢容量以及脱氢平台压得到明显提高。其中,Y0.5Sc0.5Fe1.5合金的吸氢容量达到2.08 wt.%,且在200℃下对应的脱氢平台压为0.984 atm。为研究A侧元素取代对Y-Sc-Fe合金相结构及储氢性能的影响,在Y0.5Sc0.5Fe2合金的基础上,设计并制备了Y0.5Sc0.5-xZrxFe2（x=0.1,0.25）和Y0.5-xTixSc0.5Fe2（x=0.1,0.2）合金。两种合金均为C15型拉弗斯单相结构,且均能在吸放氢过程中保持结构稳定。加入Zr、Ti均对Y0.5Sc0.5Fe2合金的吸氢容量有不利的影响,且加入Ti的影响更大。与Y0.5Sc0.5Fe2合金相比,Y-Sc-Zr-Fe和Y-Sc-Zr-Fe合金脱氢热力学性能有所改善,且加Ti的效果更好。Y0.3Ti0.2Sc0.5Fe2合金在200℃下的脱氢平台压为5.99 atm,且能在110℃下实现完全可逆的吸放氢过程。通过Ti部分取代Zr的方法制备得到了Y0.7Zr0.3-xTixFe2（x=0.03,0.06）合金,所有合金均为多相合金且主相为C15相。少量Ti的加入能提高合金的吸氢容量以及脱氢平台压,而由于加入过量的Ti后会生成不吸氢的偏聚相,导致合金的储氢性能下降。
符译元[10]（2020）在《Mg-Zr（-O）复合薄膜的制备、结构调控与脱氢性能》文中认为Mg具有高的理论储氢密度（7.6 wt.%）,制备成本低,资源丰富并且对环境无毒害,是一种很有前景的储氢材料。然而Mg H2的热力学非常稳定,需要在300～400℃下才能脱氢;Mg的吸放氢动力学性能较差,这些缺点严重阻碍了Mg基储氢材料的大规模应用。目前常用纳米结构化、添加催化剂、合金化、形成复合结构、改变反应路径等改性方法来改善Mg基储氢材料的吸放氢热力学和动力学性能。Zr已被证实为一种可以有效催化Mg的吸放氢反应的添加剂。然而,目前关于Mg-Zr（-O）储氢体系的研究仍较少,少有研究者深入分析其微观结构与储氢性能之间的关系,关于Mg-Zr储氢体系的催化机理研究也较罕见。如制备添加催化剂的Mg基薄膜,可以同时实现纳米化、添加催化剂、形成复合结构的协同改性,更大程度地改善Mg的吸放氢热力学和动力学性能。因此,本文通过磁控溅射的方法制备了一系列Mg-Zr（-O）复合储氢薄膜,在纳米尺度上对其进行成分和结构调控,通过XRD,SEM,TEM,储氢性能测试等方法来综合研究薄膜的微观形貌、结构以及储氢性能之间的关系,对薄膜的储氢机理进行了深入分析。首先,对各靶材的溅射功率进行了探索,得到了相对合适的溅射功率搭配。制备了不同Zr O2含量的Mg/Zr O2八层膜,发现这些薄膜即使在250℃下都难以吸氢,并且Zr O2含量增加后更难氢化。Zr O2的掺杂表现出了阻氢的效果,这与Zr O2的晶体结构和厚度有关。为了降低界面能,在Mg层上溅射的Zr O2倾向于由m-Zr O2转变为与Mg的晶格常数更接近的t-Zr O2。研究表明,t-Zr O2由于易形成可以捕H原子的氧缺位而被认为是一种阻氢材料。另外,Zr O2夹层的存在形式使得Zr O2的分布过于集中,连续致密的Zr O2层对H原子的扩散有一定的阻碍作用,从而产生了阻氢的效果。其次,我们制备了一系列Mg/Zr八层膜,发现它们表现出比纯Mg更好的脱氢性能。其中Mg0.92Zr0.08八层膜具有最快的脱氢速率和最大的脱氢量,并且在167℃下可以开始脱氢,脱氢峰值250℃。在Mg层和Zr层的界面处形成了Mg-Zr异质共格界面,这些Mg-Zr界面的形成提供了Mg/Mg H2的形核位点和H原子的扩散通道,界面处存在的应变能也在一定程度上降低了Mg H2的热力学稳定性。然而,Zr含量越多,Mg/Zr八层膜的脱氢速率越慢,脱氢量越少;脱氢温度逐渐升高,依次为250℃,274℃,308℃。在Mg-Zr界面数量固定的Mg/Zr八层膜中,Zr含量的增加是通过Zr层厚度的增加而实现的,过厚的Zr层以及少量Zr O2的存在对脱氢过程中H原子的扩散有一定的阻碍作用。最后,通过半共溅射的工艺方法制备得到具有特殊Mg-Zr调制结构的Mg-Zr半共溅射薄膜。该调制结构以3～4个Mg（0002）原子层加1～2个Zr（0002）原子层为周期,Mg层和Zr层交错堆垛而成。氢化后,薄膜的择优取向由Mg-Zr（0002）转变为Mg-Zr-H（111）,同时整体保持着调制结构。Mg-Zr-H（111）在脱氢后又恢复为Mg-Zr（0002）,其中微量H原子的残留导致了Mg-Zr（0002）衍射峰的左移。Mg-Zr半共溅射薄膜中大量Mg-Zr（-H）异质共格界面的存在提供了许多的Mg/Mg H2形核位点和H原子的扩散通道,其中蕴含的微应变也降低了Mg H2的热力学稳定性。这也是Mg-Zr半共溅射薄膜在室温下即可吸氢,并且脱氢性能优异的主要原因。与在150℃下氢化的薄膜相比,在室温下氢化的薄膜可以在更低的温度下脱氢,其中Mg0.83Zr0.17表现出最低的脱氢温度,在80℃就能开始脱氢,164℃时达到脱氢峰值;Mg0.75Zr0.25在86℃下开始脱氢,脱氢峰温度为163℃;Zr含量最低的Mg0.87Zr0.13的脱氢温度最高,起始温度和峰值温度分别为90℃和181℃,但仍远低于纯Mg的脱氢温度。Zr的掺杂对Mg在低温下的脱氢反应有较好的催化作用。在250℃时,Mg-Zr半共溅射薄膜表现出快速的脱氢动力学,并且由于Zr的原子序数较大,薄膜的脱氢量随Zr含量的增加而减少。在这些薄膜中,Mg0.83Zr0.17表现出最佳的综合脱氢性能,它具有比Mg0.87Zr0.13更迅速的脱氢动力学和比Mg0.75Zr0.25更大的脱氢量。
二、Mn添加量对TiCrVMn合金储氢性能的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Mn添加量对TiCrVMn合金储氢性能的影响（论文提纲范文）
（1）镁基储氢材料制备与床体服役工况动态热导率研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 储氢技术概述 |
| 1.2.1 固态储氢材料分类 |
| 1.2.2 储氢合金机理 |
| 1.3 储氢材料床体热导率研究进展 |
| 1.3.1 氢化物床热导率的测试方法 |
| 1.3.2 氢化物床热导率的提高措施 |
| 1.3.3 氢化物床热导率工况影响研究 |
| 1.4 课题研究目的及内容 |
| 2 实验方法 |
| 2.1 实验方案 |
| 2.2 实验材料和仪器 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.3 测试方法 |
| 2.3.1 储氢性能测试 |
| 2.3.2 热导率测试 |
| 2.3.3 氢渗透率测试 |
| 2.3.4 其他分析测试方法 |
| 3 Mg/Ti-Cr-V复合材料制备与储氢性能研究 |
| 3.1 Mg/x wt%Ti-Cr-V复合材料制备与成分优选 |
| 3.1.1 Ti_(0.16)Cr_(0.24)V_(0.6)合金制备与表征 |
| 3.1.2 Mg/x wt%Ti-Cr-V复合材料成分优选与储氢性能表征 |
| 3.2 Mg-3 wt%Ti-Cr-V复合材料制备与表征 |
| 3.2.1 Mg-3 wt%Ti-Cr-V复合材料制备 |
| 3.2.2 Mg-3 wt%Ti-Cr-V复合材料结构分析 |
| 3.2.3 Mg-3 wt%Ti-Cr-V复合材料储氢性能表征 |
| 3.2.4 Mg-3 wt%Ti-Cr-V复合材料批次间稳定性研究 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 MH/EG床体模块成型工艺研究 |
| 4.1 实验方法 |
| 4.1.1 可膨胀石墨制备 |
| 4.1.2 MH/EG床体模块制备 |
| 4.2 EG添加量对床体模块的性能影响研究 |
| 4.2.1 EG添加量对床体模块物理性能影响研究 |
| 4.2.2 EG添加量对床体模块储氢性能影响研究 |
| 4.3 成型压力对床体模块的性能影响研究 |
| 4.3.1 成型压力对床体模块物理性能影响研究 |
| 4.3.2 成型压力对床体模块储氢性能影响研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 MH/EG床体模块工况热导率研究 |
| 5.1 氢压对MH/EG床体模块工况热导率影响 |
| 5.2 温度对MH/EG床体模块工况热导率影响 |
| 5.3 氢含量对MH/EG床体模块工况热导率影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
（2）两种Ti-V基BCC储氢合金对NaAlH4储氢性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 氢能 |
| 1.2 氢的储存 |
| 1.3 固态储氢材料介绍 |
| 1.3.1 金属氢化物 |
| 1.3.2 复合储氢材料 |
| 1.3.3 络合氢化物 |
| 第二章 NaAlH_4文献综述及本文研究思路 |
| 2.1 NaAlH_4的基本性质 |
| 2.2 NaAlH_4的改性方法 |
| 2.3 NaAlH_4的掺杂改性 |
| 2.3.1 过渡元素及其化合物掺杂改性 |
| 2.3.2 稀土元素及其化合物掺杂改性 |
| 2.3.3 碳材料复合催化的掺杂改性 |
| 2.3.4 多元掺杂改性 |
| 2.4 NaAlH_4的纳米化改性 |
| 2.5 NaAlH_4的催化机制简介 |
| 2.6 本文研究思路 |
| 第三章 实验方法 |
| 3.1 实验材料 |
| 3.2 样品制备 |
| 3.3 样品表征手段 |
| 3.3.1 X射线衍射分析(XRD) |
| 3.3.2 热重-差示扫描量热法(TG-DSC) |
| 3.3.3 吸放氢性能测试(TPD) |
| 第四章 V_(30)Ti_(35)Cr_(25)Fe_(10)合金避免钝化及热处理和球磨带来的岐化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 铸锭合金 |
| 4.3 对钝化合金的处理 |
| 4.4 退火所得样品数据及讨论 |
| 4.5 高压氢辅助机械协同破碎所得样品数据及讨论 |
| 4.6 高能球磨所得样品数据及讨论 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 V_(30)Ti_(35)Cr_(25)Fe_(10)/NaAlH_4复合储氢体系的原位合成与可逆吸放氢改性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 样品制备工艺 |
| 5.3 结果与分析 |
| 5.3.1 XRD表征 |
| 5.3.2 吸放氢动力学性能 |
| 5.3.3 热分析表征及放氢激活能拟合 |
| 5.3.4 XPS表征 |
| 5.4 讨论 |
| 5.4.1 合金的催化作用 |
| 5.4.2 合金催化作用分析 |
| 5.4.3 原位合成过程分析 |
| 5.4.4 体系储氢性能衰减 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 V_(55)Ti_(22.5)Cr_(16.1)Fe_(6.4)/NaAlH_4复合储氢体系的原位合成与可逆吸放氢改性 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 V_(55)Ti_(22.5)Cr_(16.1)Fe_(6.4)的表征与动力学测试 |
| 6.3 结果与分析 |
| 6.3.1 XRD表征 |
| 6.3.2 吸放氢动力学性能 |
| 6.3.3 热分析表征及放氢激活能拟合 |
| 6.4 讨论 |
| 6.4.1 合金的催化作用 |
| 6.4.2 合金与G催化作用分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 V_(30)Ti_(35)Cr_(25)Fe_(10)H_x/NaAlH_4复合储氢体系的原位合成与可逆吸放氢改性 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 结果与分析 |
| 7.2.1 XRD表征 |
| 7.2.2 吸放氢动力学性能 |
| 7.2.3 热分析表征 |
| 7.3 讨论 |
| 7.3.1 合金含氢量与G的催化作用 |
| 7.3.2 合金含氢量与G的催化作用分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 全文工作总结及展望 |
| 8.1 全文工作总结 |
| 8.1.1 V_(30)Ti_(35)Cr_(25)Fe_(10)合金避免钝化及热处理和球磨带来的岐化 |
| 8.1.2 V_(30)Ti_(35)Cr_(25)Fe_(10)/NaAlH_4复合储氢体系的原位合成与可逆吸放氢改性 |
| 8.1.3 V_(55)Ti_(22.5)Cr_(16.1)Fe_(6.4)/NaAlH_4复合储氢体系的原位合成与可逆吸放氢改性 |
| 8.1.4 V_(30)Ti_(35)Cr_(25)Fe_(10)H_x/NaAlH_4复合储氢体系的原位合成与可逆吸放氢改性 |
| 8.2 主要创新点 |
| 8.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文情况 |
（3）Nd/Co元素及荷电态对La-Y-Ni系AB3.5-3.8型储氢合金结构及电化学性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 氢的储存方式 |
| 1.2.1 气固反应 |
| 1.2.2 合金的电化学储氢 |
| 1.3 储氢合金的分类及研究进展 |
| 1.3.1 AB_5型储氢合金 |
| 1.3.2 钛、锆系AB_2型合金 |
| 1.3.3 超结构型储氢合金(AB_3型、A_2B_7型、A_5B_(19)型) |
| 1.3.4 储氢合金电极容量衰退及失效机制 |
| 1.4 本文选题目的及主要内容 |
| 第2章 实验部分 |
| 2.1 实验方法 |
| 2.1.1 合金成分设计 |
| 2.1.2 合金样品的制备 |
| 2.2 合金试样微观组织结构分析 |
| 2.2.1 X射线粉末衍射结构分析及Rietveld结构精修 |
| 2.2.2 合金微观组织形貌及能量色散谱分析 |
| 2.3 合金电极的制作与电化学性能测试装置 |
| 2.3.1 合金电极的制作 |
| 2.3.2 不同荷电量下合金电极循环后样品的制备与收集 |
| 2.3.3 静态腐蚀样品制备 |
| 2.3.4 电化学性能测试方法 |
| 2.4 合金电极充放电循环后的应变与晶粒尺寸计算与分析 |
| 第3章 Co元素对La-Nd-Y-Ni系A_5B_(19)型储氢合金微观组织和电化学性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 La_(0.25)Nd_(0.2)Y_(0.55)Ni_(3.52-x)Co_xMn_(0.18)Al_(0.1)(x=0-1)退火合金的微观组织及结构分析.. |
| 3.3 合金电极的电化学性能 |
| 3.3.1 合金电极活化性能及电化学氢化行为 |
| 3.3.2 合金电极的循环稳定性 |
| 3.3.3 合金电极的高倍率放电性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 热处理对La-Nd-Y-Ni-Co系 A_5B_(19)型储氢合金微观组织和电化学性能的影响. |
| 4.1 引言 |
| 4.2 La_(0.25)Nd_(0.2)Y_(0.55)Ni_(3.32)Co_(0.2)Mn_(0.18)Al_(0.1)合金的制备、微观组织及结构分析 |
| 4.2.1 合金结构分析与Rietveld结构精修分析 |
| 4.3 合金电化学性能 |
| 4.3.1 合金电极活化性能及电化学氢化行为 |
| 4.3.2 合金电极循环性能 |
| 4.3.3 合金电极高倍率性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 不同充电荷电量下La-Y-Ni系 A_2B_7型储氢合金电极容量衰减的过程行为和机理分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 不同荷电量下合金电极的循环特性及其循环时微观结构特征 |
| 5.2.1 荷电量95%下合金电极循环过程中的氢致粉化粒度分布特征 |
| 5.2.2 荷电量95%下合金电极循环后的表面形貌与腐蚀产物分析 |
| 5.2.3 荷电量95%下合金电极循环后的微观应变和晶粒尺寸计算与分析 |
| 5.3 合金电极活化后及不同荷电量下的静态腐蚀研究 |
| 5.3.1 合金颗粒粒径变化 |
| 5.3.2 合金颗粒表面粗糙程度及腐蚀产物密度分析 |
| 5.3.3 合金颗粒腐蚀产物 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（4）Ti1.1-xFe0.6Ni0.3Zr0.1Mn0.2Smx（x=0-0.08）合金的微观结构及储氢性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 引言 |
| 1 文献综述 |
| 1.1 氢能的发展 |
| 1.2 氢的来源 |
| 1.2.1 蒸汽甲烷重整制氢 |
| 1.2.2 煤气化制氢 |
| 1.2.3 电解水制氢 |
| 1.3 氢的存储 |
| 1.3.1 气态储氢 |
| 1.3.2 液态储氢 |
| 1.3.3 固态材料储氢 |
| 1.4 储氢合金吸放氢原理 |
| 1.5 储氢合金的分类 |
| 1.6 TiFe系储氢合金的研究现状 |
| 1.7 课题的立论依据与主要研究内容 |
| 1.7.1 课题研究的依据 |
| 1.7.2 课题研究的主要内容 |
| 2 实验材料及方法 |
| 2.1 合金成分设计及原材料的准备 |
| 2.1.1 合金成分设计 |
| 2.1.2 原材料的准备 |
| 2.2 实验合金的制备 |
| 2.2.1 铸态样品的制备 |
| 2.2.2 球磨样品的制备 |
| 2.3 合金的微观结构测试 |
| 2.3.1 X射线衍射分析 |
| 2.3.2 扫描电镜分析 |
| 2.3.3 透射电子显微镜分析 |
| 2.3.4 粒度分析 |
| 2.4 合金储氢性能测试 |
| 2.4.1 实验仪器介绍 |
| 2.4.2 活化性能测试 |
| 2.4.3 吸放氢及动力学测试 |
| 2.4.4 PCT曲线及热力学测试 |
| 3 铸态合金Ti_(1.1-x)Fe_(0.6)Ni_(0.3)Zr_(0.1)Mn_(0.2)Sm_x(x=0-0.08)的储氢性能研究 |
| 3.1 铸态合金微观结构的分析 |
| 3.2 铸态合金的活化性能 |
| 3.3 铸态合金吸放氢动力学性能 |
| 3.3.1 铸态合金吸放氢曲线 |
| 3.3.2 铸态合金吸放氢控制机理 |
| 3.4 铸态合金的PCT曲线及热力学性能 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 球磨合金Ti_(1.04)Fe_(0.6)Ni_(0.3)Zr_(0.1)Mn_(0.2)Sm_(0.06)的储氢性能研究 |
| 4.1 球磨态合金微观结构的分析 |
| 4.2 球磨态合金的活化性能 |
| 4.3 球磨态合金的吸放氢动力学性能 |
| 4.4 球磨态合金的PCT曲线及热力学性能 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（5）TiFe基储氢材料的制备、微观结构和储氢性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 储氢合金概述及储氢原理 |
| 1.1 储氢合金 |
| 1.1.1 储氢合金的分类及研究现状 |
| 1.1.2 储氢合金的储氢原理 |
| 1.2 TiFe系储氢合金 |
| 1.3 TiFe合金的改性处理 |
| 1.3.1 元素替代法 |
| 1.3.2 机械合金化法 |
| 1.4 实验的研究思路及研究内容 |
| 2 实验设计部分 |
| 2.1 实验思路及实验流程 |
| 2.2 实验样品的制备 |
| 2.2.1 铸态合金的制备 |
| 2.2.2 球磨样品制备 |
| 2.3 合金样品微观结构表征 |
| 2.3.1 X射线衍射分析(XRD) |
| 2.3.2 扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS) |
| 2.4 合金的吸放氢性能测试 |
| 2.4.1 吸放氢性能测试测试仪器 |
| 2.4.2 活化性能测试 |
| 2.4.3 吸放氢曲线及动力学测试 |
| 2.4.4 PCT曲线及热力学测试 |
| 3 铸态Ti_(1.1-x)Fe_(0.6)Ni_(0.3)Zr_(0.1)Mn_(0.2)Pr_x(x=0~0.08)的储氢性能 |
| 3.1 添加Pr对合金的微观结构的影响 |
| 3.1.1 合金的XRD分析 |
| 3.1.2 合金扫描电镜(SEM)及能谱(EDS)分析 |
| 3.2 添加Pr对铸态合金的活化性能的影响 |
| 3.3 铸态合金的吸放氢动力学性能 |
| 3.4 添加不同Pr含量对铸态合金的吸放氢机理的影响 |
| 3.5 铸态合金的吸放氢热力学性能 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 球磨时间对Ti_(1.04)Fe_(0.6)Ni_(0.3)Zr_(0.1)Mn_(0.2)Pr_(0.06)合金的微观结构及储氢性能的影响 |
| 4.1 球磨时间对合金的微观结构及相组成的影响 |
| 4.1.1 合金的XRD分析 |
| 4.1.2 合金的扫描电镜分析(SEM) |
| 4.2 合金的粒度分析 |
| 4.3 球磨态合金的活化性能 |
| 4.4 球磨合金的吸放氢动力学性能 |
| 4.5 球磨对合金的吸放氢机理的影响 |
| 4.6 球磨合金的吸放氢热力学性能 |
| 4.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）球磨及石墨烯复合对含Nd镁基储氢合金的结构与性能影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 文献综述 |
| 1.1 储氢技术与氢能应用 |
| 1.2 储氢合金的开发与研究 |
| 1.2.1 储氢合金简介 |
| 1.2.2 稀土系储氢合金 |
| 1.2.3 钛系储氢合金 |
| 1.2.4 镁系储氢合金 |
| 1.2.5 V基固溶体型合金 |
| 1.3 储氢合金储氢原理及特性 |
| 1.3.1 储氢原理及热力学特性 |
| 1.3.2 吸放氢动力学特性 |
| 1.3.3 储氢合金其他性质 |
| 1.4 储氢合金的活化 |
| 1.4.1 储氢合金活化过程 |
| 1.4.2 储氢合金活化机理 |
| 1.4.3 储氢合金活化性能的改善 |
| 1.5 储氢合金的制备方法 |
| 1.5.1 感应熔炼法 |
| 1.5.2 机械合金化法 |
| 1.5.3 烧结法 |
| 1.5.4 其他制备方法 |
| 1.6 选题的依据与研究内容 |
| 1.6.1 课题研究依据 |
| 1.6.2 镁镍系储氢材料改性依据 |
| 1.6.3 选题研究的主要内容 |
| 2 实验设计与方法 |
| 2.1 实验材料准备 |
| 2.2 样品制备 |
| 2.2.1 铸态样品的制备 |
| 2.2.2 储氢合金粉末的制备 |
| 2.2.3 球磨态合金粉的制备 |
| 2.3 合金气态吸放氢性能测试 |
| 2.3.1 气态性能测试装置 |
| 2.3.2 气态性能测试过程 |
| 2.4 合金的相组成及微观结构表征 |
| 2.4.1 合金相的分析 |
| 2.4.2 显微组织观察及能谱分析 |
| 3 铸态Mg_(24-x)Nd_xNi_(10)Cu_2(x=0.5,1.0,1.5,2.0)合金的性能 |
| 3.1 铸态Mg_(24-x)Nd_xNi_(10)Cu_2(x=0.5,1.0,1.5,2.0)合金的相结构 |
| 3.2 铸态Mg_(24-x)Nd_xNi_(10)Cu_2(x=0.5,1.0,1.5,2.0)合金的微观结构 |
| 3.3 铸态Mg_(24-x)Nd_xNi_(10)Cu_2(x=0.5,1.0,1.5,2.0)合金气固储氢的活化性能 |
| 3.4 铸态Mg_(24-x)Nd_xNi_(10)Cu_2(x=0.5,1.0,1.5,2.0)合金气固储氢放氢动力学性能 |
| 3.5 铸态Mg_(24-x)Nd_xNi_(10)Cu_2(x=0.5,1.0,1.5,2.0)合金气固储氢的热力学性能 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 不同球磨时间球磨态Mg_(23)Nd_(1.0)Ni_(10)Cu_2 合金的性能 |
| 4.1 不同球磨时间球磨态Mg_(23)Nd_(1.0)Ni_(10)Cu_2 合金的相结构 |
| 4.2 不同球磨时间球磨态Mg_(23)Nd_(1.0)Ni_(10)Cu_2 合金的微观结构 |
| 4.3 球磨时间对球磨态Mg_(23)Nd_(1.0)Ni_(10)Cu_2 合金气固储氢活化性能的影响 |
| 4.4 球磨时间对球磨态Mg_(23)Nd_(1.0)Ni_(10)Cu_2 合金气固储氢吸放氢动力学性能的影响 |
| 4.5 球磨时间对球磨态Mg_(23)Nd_(1.0)Ni_(10)Cu_2 合金气固储氢热力学性能的影响. |
| 4.6 本章小结 |
| 5 复合石墨烯对球磨态Mg_(23)Nd_(1.0)Ni_(10)Cu_2 合金组织结构与性能的影响 |
| 5.1 复合石墨烯对球磨态Mg_(23)Nd_(1.0)Ni_(10)Cu_2 合金相结构的影响 |
| 5.2 复合石墨烯对球磨态Mg_(23)Nd_(1.0)Ni_(10)Cu_2 合金微观结构的影响 |
| 5.3 复合石墨烯对球磨态Mg_(23)Nd_(1.0)Ni_(10)Cu_2 合金气固储氢活化性能的影响. |
| 5.4 复合石墨烯对球磨态Mg_(23)Nd_(1.0)Ni_(10)Cu_2 合金气固储氢吸放氢动力学性能的影响 |
| 5.5 复合石墨烯对球磨态Mg_(23)Nd_(1.0)Ni_(10)Cu_2 合金气固储氢热力学性能的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（7）Ti1.4V0.6Ni复合材料制备及电化学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 镍氢电池 |
| 1.3 储氢合金的改性处理 |
| 1.4 准晶材料 |
| 1.5 Ti基准晶储氢性能 |
| 1.6 选题依据和研究内容 |
| 第二章 实验 |
| 2.1 实验设备和材料 |
| 2.2 样品制备 |
| 2.3 结构与形貌表征 |
| 2.4 合金电极的电化学性能测试 |
| 2.4.1 合金电极片的制备和电池组装 |
| 2.4.2 合金电极的活化及循环稳定性 |
| 2.4.3 合金电极的倍率性能 |
| 2.4.4 合金电极的自放电性能 |
| 2.4.5 合金电极的阻抗放电 |
| 2.4.6 合金电极的阶跃放电和氢原子扩散系数 |
| 第三章 Ti_(1.4)V_(0.6)Ni+xTiN材料 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 Ti_(1.4)V_(0.6)Ni+xMoS_2材料 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 Ti_(1.4)V_(0.6)Ni+xLaY_2Ni_(9.7)Mn_(0.5)Al_(0.3)材料 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.4 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的主要科研成果 |
| 致谢 |
（8）稀土Ni基多元合金作为Ni/MH电池电极材料的结构和性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 Ni/MH电池的工作原理 |
| 1.3 研究中合金的负极材料 |
| 1.3.1 AB_2型Laves储氢电极材料 |
| 1.3.2 AB_5型稀土储氢电极材料 |
| 1.3.3 A_2B型Mg系储氢电极材料 |
| 1.3.4 AB型 Ti-Fe系储氢电极材料 |
| 1.3.5 V基固溶体储氢材料 |
| 1.3.6 La-Mg-Ni系稀土储氢材料 |
| 1.4 研究课题的优势和创新点 |
| 1.5 本课题的主要研究内容 |
| 第2章 实验内容和测试方法 |
| 2.1 实验仪器设备和金属材料 |
| 2.2 金属合金锭的制备 |
| 2.2.1 金属合金的准备 |
| 2.2.2 熔炼合金La_(0.8)Mg_(0.2)Ni_(3.1-x)Co_xAl_(0.3)Mn_(0.1)(x=0,0.1,0.3,0.5,0.7) |
| 2.2.3 熔炼合金La_(0.8)Mg_(0.2)Ni_(2.6-x)Co_(0.5)Al_(0.3)Mn_(0.1)Mo_x(x=0,0.1,0.15,0.2) |
| 2.2.4 合金锭的退火处理 |
| 2.2.5 金属粉末样品的制备 |
| 2.2.6 测试电池的组装 |
| 2.3 电池负极材料的表征研究 |
| 2.3.1 衍射图谱分析研究 |
| 2.3.2 SEM测试 |
| 2.3.3 TEM测试 |
| 2.4 电池的电化学性能测试 |
| 2.4.1 合金的循环稳定性和最大放电容量测试 |
| 2.4.2 冷冻环境测试合金的循环稳定性 |
| 2.4.3 高倍率放性能测试 |
| 2.4.4 容量保持能力的测试 |
| 2.4.5 电化学阻抗测试 |
| 2.4.6 循环伏安曲线测试 |
| 2.4.7 塔菲尔曲线 |
| 第3章 元素取代对La_(0.8)Mg_(0.2)Ni_(3.1)Al_(0.3)Mn_(0.1)电极合金的相结构和电化学性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 La_(0.8)Mg_(0.2)Ni_(3.1-x)Co_xAl_(0.3)Mn_(0.1)(x=0,0.1,0.3,0.5,0.7)电极合金的晶相结构和电化学性能 |
| 3.2.1 电极合金的XRD表征 |
| 3.2.2 电极合金的SEM表征 |
| 3.2.3 储氢合金电极的循环稳定性 |
| 3.2.4 电池的容量电压曲线 |
| 3.2.5 储氢合金电极的塔菲尔曲线 |
| 3.2.6 储氢合金电极的高倍率放电性能 |
| 3.2.7 储氢合金电极的50%放电深度下的电化学阻抗谱 |
| 3.2.8 储氢合金电极的循环伏安曲线 |
| 3.2.9 储氢合金电极的自放电曲线 |
| 3.3 La_(0.8)Mg_(0.2)Ni_(2.6-x)Co_(0.5)Al_(0.3)Mn_(0.1)Mo_x(x=0,0.1,0.15,0.2)电极合金的晶相相结构和各种性能 |
| 3.3.1 电极合金的XRD表征 |
| 3.3.2 电极合金的SEM表征 |
| 3.3.3 储氢合金电极的循环稳定性 |
| 3.3.4 储氢合金电极的放电电压曲线 |
| 3.3.5 储氢合金电极的塔菲尔曲线 |
| 3.3.6 储氢合金电极的高倍率放电性能 |
| 3.3.7 储氢合金电极的50%放电深度下的电化学阻抗谱 |
| 3.3.8 储氢合金电极的循环伏安曲线 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 退火处理对La_(0.8)Mg_(0.2)Ni_(2.6)Co_(0.5)Al_(0.3)Mn_(0.1) 电极合金相结构和低温电化学性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 电极合金的结构表征 |
| 4.2.1 电极合金的XRD表征 |
| 4.2.2 电极合金的SEM表征 |
| 4.2.3 电极合金的TEM表征 |
| 4.3 合金电极的电化学性能 |
| 4.3.1 合金电极的活化性能和循环稳定性 |
| 4.3.2 合金电极在低温条件下的最大放电容量 |
| 4.3.3 合金电极的放电电压曲线 |
| 4.3.4 合金电极的塔菲尔曲线 |
| 4.3.5 合金电极的高倍率放电性能 |
| 4.3.6 合金电极的电化学阻抗 |
| 4.3.7 合金的循环伏安曲线 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（9）合金化方法调控YFe2型储氢合金的相结构与储氢特性（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 氢的储存方式 |
| 1.3 储氢合金的储氢机理和分类 |
| 1.3.1 合金储氢的机理 |
| 1.3.2 储氢合金的分类 |
| 1.4 稀土基AB_2型储氢合金的研究进展 |
| 1.4.1 AB_2型拉弗斯相的结构特征 |
| 1.4.2 稀土基AB_2合金的储氢性能 |
| 1.5 提高合金储氢性能的策略 |
| 1.6 本文研究依据和主要内容 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 实验流程及合金成分设计 |
| 2.1.1 实验流程 |
| 2.1.2 合金成分设计 |
| 2.2 合金的制备 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 合金制备方法 |
| 2.3 合金的组织结构表征 |
| 2.3.1 X射线衍射分析 |
| 2.3.2 扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析 |
| 2.4 储氢性能测试 |
| 2.4.1 吸氢动力学性能测试 |
| 2.4.2 吸脱氢PCI测试 |
| 2.5 第一性原理计算方法 |
| 第三章 Sc对YFe_2合金结构吸放氢过程的可逆性和储氢性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Y-Sc-Fe合金的微观结构及结构稳定性 |
| 3.3 Sc元素提高结构稳定性的机理 |
| 3.4 Y-Sc-Fe合金的储氢性能 |
| 3.4.1 Y-Sc-Fe合金的吸氢动力学性能 |
| 3.4.2 Y-Sc-Fe合金的吸放氢热力学性能 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 非化学计量比对Y-Sc-Fe合金的微观结构和储氢性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 非化学计量比Y-Sc-Fe合金的微观结构及其结构稳定性 |
| 4.3 非化学计量比Y-Sc-Fe合金的储氢性能 |
| 4.3.1 非化学计量比Y-Sc-Fe合金的吸氢动力学性能 |
| 4.3.2 非化学计量比Y-Sc-Fe合金的热力学性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 A侧元素替代对Y基合金微观结构和可逆储氢性能改善的探索 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Y-Sc-M-Fe(M=Zr,Ti)合金的相结构和储氢性能 |
| 5.2.1 Y-Sc-M-Fe(M=Zr,Ti)合金的微观结构及其结构稳定性 |
| 5.2.2 Y-Sc-M-Fe(M=Zr,Ti)合金的储氢性能 |
| 5.3 Y-Zr-Ti-Fe合金的相结构和储氢性能 |
| 5.3.1 Y-Zr-Ti-Fe合金的微观结构及其结构稳定性 |
| 5.3.2 Y-Zr-Ti-Fe合金的储氢性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 全文总结及展望 |
| 全文总结 |
| 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（10）Mg-Zr（-O）复合薄膜的制备、结构调控与脱氢性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 氢能的发展概况 |
| 1.2 储氢技术概述 |
| 1.2.1 储氢方式 |
| 1.2.2 金属储氢材料的储氢原理 |
| 1.2.3 金属储氢材料的分类 |
| 1.3 镁基储氢材料 |
| 1.3.1 镁基储氢材料的热力学及动力学特征 |
| 1.3.2 镁基储氢材料的动力学改性 |
| 1.3.3 镁基储氢材料的热力学改性 |
| 1.4 镁基储氢薄膜 |
| 1.4.1 镁基储氢薄膜的制备 |
| 1.4.2 镁基储氢薄膜的研究现状 |
| 1.5 本课题的研究目标和研究内容 |
| 1.5.1 研究目标和意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第二章 实验材料与方法 |
| 2.1 样品制备 |
| 2.1.1 实验原材料 |
| 2.1.2 磁控溅射原理 |
| 2.1.3 薄膜样品的制备流程 |
| 2.2 组织和结构表征 |
| 2.2.1 X射线衍射分析 |
| 2.2.2 扫描电子显微分析 |
| 2.2.3 透射电子显微分析 |
| 2.3 储氢性能测试 |
| 2.3.1 脱氢温度测试 |
| 2.3.2 脱氢动力学测试 |
| 第三章 Mg-Zr(-O)复合薄膜制备工艺的探索 |
| 3.1 各靶材溅射功率的探索 |
| 3.2 Mg/ZrO_2多层膜的探索 |
| 3.2.1 Mg/ZrO_2多层膜的储氢能力 |
| 3.2.2 Mg/ZrO_2多层膜的分析总结 |
| 3.3 Mg/Zr多层膜的制备工艺方法 |
| 3.4 Mg-Zr半共溅射薄膜的制备工艺方法 |
| 3.4.1 半共溅射工艺简介 |
| 3.4.2 Mg-Zr半共溅射薄膜的制备 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 Mg/Zr多层薄膜的结构表征及脱氢性能 |
| 4.1 Zr含量对Mg/Zr八层膜微观形貌的影响 |
| 4.2 Mg/Zr八层膜吸放氢前后相结构及其结构转变 |
| 4.3 Zr含量对Mg/Zr八层膜脱氢性能的影响 |
| 4.4 Zr的掺杂对Mg/Zr八层膜吸放氢过程的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 Mg-Zr半共溅射薄膜的结构调控及脱氢性能 |
| 5.1 Zr含量对Mg-Zr半共溅射薄膜微观形貌的影响 |
| 5.2 Mg-Zr半共溅射薄膜吸放氢前后的相结构与结构转变 |
| 5.3 Zr含量对Mg-Zr半共溅射薄膜脱氢性能的影响 |
| 5.3.1 不同氢化温度的薄膜的脱氢温度 |
| 5.3.2 Zr含量对Mg-Zr薄膜脱氢动力学的影响 |
| 5.4 Zr对 Mg-Zr半共溅射薄膜吸放氢反应的催化作用 |
| 5.5 本章小结 |
| 全文总结及工作展望 |
| 全文总结 |
| 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
四、Mn添加量对TiCrVMn合金储氢性能的影响（论文参考文献）
- [1]镁基储氢材料制备与床体服役工况动态热导率研究[D]. 张力宇. 北京有色金属研究总院, 2021(01)
- [2]两种Ti-V基BCC储氢合金对NaAlH4储氢性能的影响[D]. 郑皓元. 广西大学, 2021(12)
- [3]Nd/Co元素及荷电态对La-Y-Ni系AB3.5-3.8型储氢合金结构及电化学性能的影响[D]. 潘富健. 兰州理工大学, 2021(01)
- [4]Ti1.1-xFe0.6Ni0.3Zr0.1Mn0.2Smx（x=0-0.08）合金的微观结构及储氢性能研究[D]. 徐庆飞. 内蒙古科技大学, 2020
- [5]TiFe基储氢材料的制备、微观结构和储氢性能研究[D]. 侯建业. 内蒙古科技大学, 2020
- [6]球磨及石墨烯复合对含Nd镁基储氢合金的结构与性能影响[D]. 贾凯波. 内蒙古科技大学, 2020(01)
- [7]Ti1.4V0.6Ni复合材料制备及电化学性能研究[D]. 于露. 吉林师范大学, 2020(07)
- [8]稀土Ni基多元合金作为Ni/MH电池电极材料的结构和性能的研究[D]. 李闯. 燕山大学, 2020(01)
- [9]合金化方法调控YFe2型储氢合金的相结构与储氢特性[D]. 陈瑜竹. 华南理工大学, 2020(02)
- [10]Mg-Zr（-O）复合薄膜的制备、结构调控与脱氢性能[D]. 符译元. 华南理工大学, 2020(02)