Nd-V-Ni體系合金相圖及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、本課題論文工作由兩部分組成:采用X射線粉末衍射法,結(jié)合差熱分析,電子顯微分析等技術(shù)分析測定了Nd-V-Ni體系合金相圖773 K等溫截面,為探索新材料提供了更豐富的理論參考;采用模擬電池法研究了該體系合金的電化學(xué)性能并在此基礎(chǔ)上結(jié)合儲氫合金V3TiNi0.56開展了一定的新材料制備工藝探索及改性。
　　Nd-V-Ni體系合金相圖773 K等溫截面測定由14個單相區(qū),25個兩相區(qū)和12個三相區(qū)組成。14個單相區(qū)為:α(Nd),β(N

2、d3Ni),γ(Nd7Ni3),δ(NdNi),ε(NdNi2),ζ(NdNi3),η(Nd2Ni7),θ(NdNi5),ι(Ni),κ(Ni3V),λ(Ni2V),μ(Ni2V3),ν(NiV3), w(V);25個兩相區(qū)為:α+w,α+β,β+w,β+γ,γ+w,γ+δ,δ+w,δ+ν,δ+μ,δ+ε,ε+μ,ε+ζ,ζ+μ,ζ+λ,ζ+η,η+λ,η+κ,η+θ,θ+κ,θ+ι,ι+κ,κ+λ,λ+μ,μ+ν,ν+w;12個三相區(qū)

3、為:α+β+w,β+γ+w,γ+w+δ,δ+w+ν,δ+ν+μ,δ+μ+ε,ε+μ+ζ,λ+μ+ζ,λ+ζ+η,λ+κ+η,κ+η+θ,κ+η+λ。
　　Nd-V-Ni體系合金的電化學(xué)性能測試部分以模擬電池法測試了Nd-V-Ni體系合金的電化學(xué)性能,結(jié)果顯示NdNi3, Nd2Ni7, NdNi5和 Ni2V3是截面內(nèi)有電化學(xué)性能的放電相,含有這些相的合金具有電化學(xué)性能,測試中未觀察到相間互催化增強(qiáng)性能;富Ni區(qū)的NdNi3, N

4、d2Ni7具有約120mAh/g和105mAh/g的放電容量,循環(huán)壽命較好。
　　本工作最后探索了燒結(jié)工藝制備V3TiNi0.56合金的可行性,熔煉法制備的該合金,本實驗條件下很難粉碎,難以進(jìn)一步研究其電化學(xué)性能,在1273 K保溫2h然后1073 K保溫20h制得的V3TiNi0.56合金,循環(huán)性能略有改善,達(dá)到最大放電量約230mAh/g,電化學(xué)性能不很理想,燒結(jié)前后的合金顆粒松散,未形成微觀上均勻連續(xù)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可能是其主要原

5、因;進(jìn)一步研究燒結(jié)形成合金V3TiNi0.56-x(NdNi)x(x=0.05,0.1,0.2,0.3)的電化學(xué)性能過程中發(fā)現(xiàn),添加元素Nd的氧化嚴(yán)重,Ni在燒結(jié)反應(yīng)中更容易與V合金化和實驗中由于高溫下石英管真空度不高和球磨時無法達(dá)到要求的真空度是主要原因,很難避免。實驗結(jié)果認(rèn)為,稀土氧化物Nd2O3為無電化學(xué)活性物質(zhì),V3TiNi0.56-x(NdNi)x(x=0.05,0.1,0.2,0.3)的電化學(xué)性能主要取決于催化相Ti2Ni或