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碳化铬耐磨弯管表面包覆合金的电化学性能研究
作者:管理员    发布于:2013-10-22 11:00:37    文字:【】【】【
    La-Mg-Ni系A2B7型贮氢合金是近来发现的综合电化学性能较好的电极合金,具有重要的开发应用前景,但电极合金循环稳定性较差,因而如何提高该类合金电极循环稳定性是该类耐磨弯管合金目前应用研究的关键问题。据此本文以A2B7型贮氢合金La1.5Mg0.5Ni7为研究对象,通过对合金表面包覆Ni-P、Co-P和Cu—P及退火处理,系统的研究了表面包覆对A2B7型贮氢合金电极电化学性能的影响。
    首先本文对A2B7型贮氢合金La1.5Mg0.5Ni7进行化学镀不同厚度Ni-P处理,包覆处理后对合金粉末表面进行SEM观察。研究表明,包覆镍颗粒均为球形,且均匀弥散于合金表面,合金粉末刨面光镜照片显示合金粉末包覆的镍层厚度较为均匀,呈连续包覆状态。电化学测试结果表明,表面包覆镍处理的La1.5Mg0.5Ni7贮氢合金电极放电容量有所降低,而循环稳定性有所提高,但改善并不明显。线性极化扫描和电化学阻抗谱等分析结果表明,包覆后合金电极的交换电流密度(I0)以及电化学阻抗均有较好的改善。
    对于A2B7型贮氢合金La1.5Mg0.5Ni7,本文还通过对双金属耐磨弯管化学镀不同厚度Co-P处理及6.78%Co-P镀态合金进行不同温度退火处理,系统地研究了包覆及退火对贮氢合金电极电化学性能的影响。SEM形貌观察显示镀钴晶粒较为细小,退火处理使镀层表面更为平整且镀层颗粒增大,同时合金表面有孔隙出现。XRD分析表明,化学镀Co-P镀层为晶态,是磷在钴中的固熔体;经退火处理,晶粒长大,应力减小;随着温度的升高,合金镀层结构及内部合金均发生变化,镀层结构出现CoP3相及β—Co相,且基体合金La Ni5逐渐增多。773K退火1小时是合金镀层结构和电化学性能变化的转折温度。
    电化学测试结果表明表面包覆钴放电容量明显提高,包覆10%Co-P后放电容量可高达433.1mAh/g,比未包覆合金放电容量提高50mAh/g以上,但循环稳定性均有所降低。包覆钴后,放电曲线出现两个平台,合金电极出现放电双平台及容量提高与镀层钴的氧化而导致吸放氢有关。低温退火处理使合金的循环稳定性较镀态合金有所改善,但对合金电极其它电化学性能影响不大;高温退火处理,随着退火温度升高,合金电极的放电容量逐渐减小,活化性能和循环稳定性均呈恶化趋势。合金电极动力学分析表明,表面包覆钴改善了合金电极的高倍率放电性能,合金电极的交换电流密度I0。低温退火处理对合金电极动力学性能影响较小,高温退火使合金电极动力学性能变差。
    最后本文对贮氢合金La1.5Mg0.5Ni7表面包覆铜进行了系统研究,使用次磷酸钠作还原剂及用硫酸溶液浸蚀两种方法对碳化铬耐磨弯管合金粉末进行化学镀铜,同时对比研究了在铜镀层表面再覆镍和钴处理对合金电极电化学性能的影响。SEM形貌观察结果表明,用次磷酸钠作还原剂所获铜镀层晶粒非常细密;用硫酸溶液浸蚀镀铜,镀层的形态与硫酸的浓度有很大关系。电化学测试结果表明包覆铜、铜-镍处理均改善了合金电极的循环稳定性能,包覆10%Cu处理的合金电极循环寿命增加最为明显,140次循环容量保持率从包覆前的66.1%提高到73.2%。经不同浓度硫酸浸蚀镀铜后,合金电极的循环寿命均有较好改善,但合金的放电容量下降明显。合金电极动力学分析表明表面包覆铜、铜-镍和铜-钴均改善了合金电极的动力学性能。
    公司主营:碳化铬耐磨弯管双金属耐磨弯管双金属耐磨复合弯管耐磨复合弯管
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