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《無釹稀土lpc系貯氫合金電極材料的開發(fā)研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、110川大學(xué)博士學(xué)位論文無釹稀土LPC系貯氫合金電極材料的開發(fā)研究摭齡津?qū)＞虏┦垦芯可鷧浅嶂笇?dǎo)教師涂銘旌摘要本文針對NdFeB市場對Nd和汽車尾氣市場對ce大量需求的現(xiàn)狀，充分考慮稀土資源的平衡利用，研究開發(fā)出了無釹稀土LPC系貯氫合金(LPC為提鈰提釹后剩余的無釹的鑭鐠鈰混合稀土金屬的縮寫)，證實了無釹混合稀土金屬代替全組分混合稀土金屬用于制備貯氨合金的可行性，同時證明了該合金可用于Ni．M]-I電池。本文同時針對生產(chǎn)中貯氫合金制造主要采用厚壁(10～30ram)鑄造方法的現(xiàn)狀，研究了薄壁(1～10mm)貯氫合金的鑄造工藝對高鈷和低鈷LPC貯氨合金電化學(xué)性能的影
2、響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：高鈷貯氫合金的綜合電化學(xué)性能隨著鑄錠厚度的增加而改善，原因可歸結(jié)為三個因素：晶胞體積的增大、晶界缺陷的減少和晶格應(yīng)力的降低。為迸一步降低成本而引入Cu、Fe和Si部分替代Co，將使低鈷LPC系貯氫合金的電化學(xué)性能總體上變得對壁厚不敏感。本文同時也針對國內(nèi)外普遍采用高溫?zé)崽幚?≥1000℃)處理貯氫合金的現(xiàn)狀，研究了中溫?zé)崽幚砉に噷Ω哜扡PC貯氫合金電化學(xué)性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同壁厚的貯氫合金經(jīng)中溫?zé)崽幚?小時后可獲得更好的綜合電化學(xué)性能。鑄件壁越薄，熱處理效果越好；退火改善貯氫合金電化學(xué)性能的主要因素是組織應(yīng)力的消除和微區(qū)元素偏析的減小；壁厚越薄，組
3、織應(yīng)力影響因素越大。本文還針對LPC混合稀土金屬中Pr在生產(chǎn)難以調(diào)整的事實，優(yōu)化研究了LPCNi3"Coo75MIM4Alo3合金的A側(cè)La／Ce比對合金電化學(xué)性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)含20～25％Ce的鑄態(tài)和退火態(tài)無釹高鈷貯氫合金具有更好的綜合電化學(xué)性能。鈰含量不同造成貯氫合金晶胞體積大小和氫化物平衡分解壓的不同，并且Ce具有變價的特性，從而影響到貯氫合金的電化學(xué)性能。本文首次用差熱分析DTA和高溫XRD相結(jié)合的方法研究了貯氫合金在退口川土學(xué)博士學(xué)位論文火加熱過程中的變化，發(fā)現(xiàn)：在LPCNi355C0075Mno4Alo3合金的DTA曲線上呈現(xiàn)出5個放熱峰：a-b．c
4、Id-e。其中，b峰和c峰對冷卻速度敏感，晶粒尺寸越小，峰的強(qiáng)度越大。晶界應(yīng)力的消除對b峰貢獻(xiàn)較大，而晶內(nèi)應(yīng)力的消除及微區(qū)元素偏析的減小對c峰貢獻(xiàn)較大。d蜂和e峰與冷卻速度關(guān)系不大。d峰主要由再結(jié)晶產(chǎn)生。e峰主要由晶粒長大引起。對熱處理過程的組織變化分析，初步認(rèn)為貯氫合金在245～512"C溫度范圍內(nèi)的升溫過程中依次發(fā)生宏觀應(yīng)力消除一晶界應(yīng)力消除一晶內(nèi)應(yīng)力消除和元素偏析減小一再結(jié)晶和晶粒長大。貯氫合金在退火過程中無相變發(fā)生。把成分和工藝優(yōu)化后的貯氫合金應(yīng)用在Ni／MH電池和電動自行車中，得到了令人滿意的結(jié)果：利用無釹稀土系貯氫合金制備的D型鎳氫電池需3次活化，0．2
5、C放電容量達(dá)到9．3Ah，1C放電容量為9．1Ah，高倍率性能達(dá)到98％，1C循環(huán)壽命超過600次。該電池的低溫電化學(xué)性能良好，無釹稀土系貯氫合金制備的D型鎳氫電池在0"C可以放出96％的容量，同檢的日本及國內(nèi)其它電池最高只有90％；在-18℃，無釹鎳氫電池可以放出92％的容量，其它電池不超過78％；在-30℃，無釹鎳氫電池可以放出72％的容量，日本和國內(nèi)某品牌電池幾乎不能放電，國內(nèi)另一品牌電池放電66％；在．40℃，無釹鎳氫電池放電時間約17分鐘。利用本研究開發(fā)的D型鎳氫電池在電動自行車上的跑車試驗得到了滿意的結(jié)果：24Vx9Ah鎳氫電池行駛里程達(dá)到383公里，3
6、6Vx9Ah鎳氫電池行駛里程達(dá)到60公里，其性價比明顯高出鉛酸電池。Ⅱ口川土學(xué)博士學(xué)位論文RESEARCHONNd．FREELPC．TYPEHYDROGENSTORAGEALLoYSFoRHYDRIDEELECTRODESMajor：MaterialsScienceandEngineeringCandidatefordoctorate：WuChaolingSupervisor：ProfessorTuMingjingABSTRACTNd·freeLPC-typehydrogenstoragealloys，inwhichLPCrepresentstheabbreviat
7、ionofLa-Ce-PrmischmetalaftertheextractionofmostCeandNd，werestudied，accordingtothefactthatNdandCearerespectivelyhuntedforbymagneticmaterialNdFeBandautomotivecatalyst，andconsideringthebalancedapplicationofrareearthresources．ThepossibilityofthesubstitutionofNd-freeLPCmischmetalforfull·c
