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本文在全面综述国内外关于合金元素、快速凝固以及热处理对贮氢合金组织和电化学性能影响的大量文献的基础上,选择利用四川LPG混合稀土制备的高钴、低钴、无钴三种成分的合金,研究了快淬合金、快淬+热处理对这三种贮氢合金组织及电化学性能的影响,并分析讨论了快淬及热处理的影响机制。 1.快淬合金具有柱状晶组织特征,晶粒内部和晶界上存在大量位错。快淬使合金择优取向生长,晶粒细化,再结晶温度升高,高的快淬速度使晶格畸变增大。快淬速度在10~20m/s时合金P-C-T平台平坦,放氢压力低。快淬恶化了合金的活化性能,降低了最大放电容量和氢扩散系数,但使循环稳定性增加。放电电压平台在快淬速度较小(10m/s)时有所降低,而且变得平坦。快淬合金的温度敏感性大。 2.合金热处理增大了单胞体积,消除了晶体缺陷,降低了内应力,改善了合金成分分布的均匀性。快淬合金热处理后P-C-T平台更为平坦,平台压力降低。热处理后合金的ΔH与ΔS的绝对值增大。快淬热处理改善了合金的活化性能,提高了最大放电容量。热处理对高钴和低钴快淬合金的循环稳定性提高较为明显。1C充放时高钴合金最大放电容量为282.1mAh/g,300次循环的容量衰减率0.039%,低钴合金最大放电容量为246.0mAh/g,300次循环的容量衰减率0.049%。热处理增大了氢扩散系数,使合金的高倍率性能得到改善,放电电压升高,平台斜率减小,温度敏感性变小。 四川 大学硕士学位论文 3.研究达到了预期的目标,开发出了长寿命及高倍率性能优良的高钻、低钻LPC贮氢合金,并分析得出合金晶体缺陷的消除和成分分布均匀化是贮氢合金循环稳定性提高的主要原因。