热处理对快淬贮氢合金组织和电化学性能的影响.pdf

维普资讯 第 25卷 第 1期 稀 土 Vo1．25，NO．1 2004年 2月 ChineseRareEarths February2004 热处理对快淬贮氢合金组织和 电化学性能的影响 李全安 ，陈云贵 ，涂铭旌 (1．河南科技大学 材料科学与工程学院，河南 洛阳 471003； 2．四川大学 金属材料系，四川 成都 610065) 摘 要：通过XRD、SEM 分析和电化学实验，研究了热处理对快淬贮氢合金组织和电化学性能的影响。研究表 明，400~C热处理对快淬合金晶粒变化不明显，9ooc热处理后合金品粒明显长大，1lOOE热处理使合金部分熔化， 随后发生了平衡凝固；9ooc热处理后 ，单胞体积和放 电容量均达到最大值，但充放 电循环稳定性最差，400℃和 1100．C热处理后，放电容量稍有降低，但充放电循环稳定性较好。 关键词 ：稀土；贮氢合金；快淬；电化学性能；金属氢化物；Ni—MH 电池 中囝分类号：TG139。7ITM241；TM912 文献标识码 ：A 文章编号：1004—0277(2004)01—0005—04 贮氢合金作为 Ni—MH 电池负极的活性物质， 综上所述，关于熔体冷却速度及其热处理对于 其组织对电化学性能影响很大 ，而合金的凝固条件 合金的电化学性能的影响，不同的报道结果有较大 直接决定了其显微组织包括合金的组织形态、元素 的差异。这种差异一方面是 由于实验条件和合金的 偏析、晶胞尺寸及元素在晶格 内的占位以及组织应 种类不同造成的，另一方面是 由于对贮氢电极材料 力等。具有柱状晶组织的贮氢合金的充放电循环稳 的充放电衰退机理认识存在着差异。本文在研究快 定性明显优于具有等轴晶的合金[1]。 淬速度对镧镨铈(LPC)贮氢合金组织和 电化学性能 Miyamura[2用快淬法研究了贮氢合金 LaNi4．6 影响的基础上[1，研究热处理工艺对快淬 LPC贮 Al。 ． 和 LaNiCo。．A1。．的循环稳定性 ，快速凝 固合 氢合金的组织和电化学性能的影响。 金的循环稳定性明显高于电弧熔炼合金，而且，经低 1 实验方法 温退火后，不仅可改善活化性能，还能进一步延长循 环寿命 。Notten[s]研究了快速凝固对非化学计量比 合金成分为镧镨铈 (LPC)贮氢合金专利成 合金的电化学性能的影响，发现，快速凝固显著改善 分n¨。合金在真空感应炉中熔炼，Cu模浇铸得到铸 循环稳定性 ，而退火后循环稳定性又显著降低 ，但退 态合金 。利用铸态合金作快淬母合金 ，在 LzK一12 火却明显使放 电容量增加 。李传健c4叫对MINiⅢ 型真空快淬炉中熔化，用铜质转轮冷却熔体，转轮内 Co0．6Mn0．55Ti0-o5和 MotNi3．sCo0-75Mn0-s5Al02合金的 部设有强水冷装置 ，快淬速度分别为 30m／s，，快淬后 研究表明，经过单辊快淬后合金放电容量降低 ，尤其 合金呈薄片状 。快淬合金热处理在真空炉中处理，处 使高倍率放 电容量 明显降低 ，循环稳定性提高；活化 理温度为400℃、900℃、1100C，保温时间为 lOb，然 性能变差；放 电平台平坦，而放电电压对于不同的合 后随炉冷却。为便于比较分析，未经过热处理的合金 金稍有降低或升高；673K退火使循环稳定性进一步 在性 能 曲线 中以 100C的处理温度表示。其 中， 提高，再提高退火温度，循环稳定性开始下降，但放 1100’C的热处理温度，尚没有文献报道 ，本研究设计 电