Nanocrystalline Mg-based alloys synthesized by mechanical alloying

• Autorzy: Gąsiorowski A. , Skoryna D. , Smardz K. , Jurczyk M.

Warianty tytułu

PL

Nanokrystaliczne stopy na bazie magnezu otrzymywane metodą mechanicznej syntezy

• Konferencja: Advanced Materials and Technologies, AMT'2004 : XVII Physical Metallurgy and Materials Science Conference (XVII; 20-24.06.2004; Łódź, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The nanocrystalline Mg2-xMnxNi (x = 0, 0.25, 0.5) hydrogen storage alloys have been synthesized by mechanical alloying followed by annealing (723 K/0.5 h). The structure of these materials has been examined by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). Thermodynamic and electrochemical properties have also been investigated. The hydrogen content of synthesized alloys is decreased compared to Mn-free Mg2Ni material. On the other hand, substituted nanocrystalline Mg-based alloys show substantially enhanced discharge capacity, at room temperature. Furthermore, the effect of the nickel and graphite coating on the structure of the alloys and the electrodes characteristics were investigated as well. In nanocrystalline Mg1.5Mn0.5Ni alloy mechanical coating with nickel effectively reduced the degradation rate of the studied electrode materials.

PL

Nanokrystaliczne stopy typu Mg2-xMnxNi (x = 0, 0.25, 0.5) otrzymano metodą mechanicznej syntezy oraz obróbką cieplną (723 K/0.5 h). Właściwości strukturalne stopów badano metodą rentgenowską (XRD), elektronową mikroskopią skaningową (SEM) i mikroskopią sił atomowych (AFM). Zbadano także właściwości termodynamiczne i elektrochemiczne. Zastąpienie części magnezu w stopach Mg2Ni przez mangan powoduje z jednej strony zmniejszenie zawartości wodoru, zaś z drugiej strony wzrost pojemności wyładowania w temperaturze pokojowej. Zbadano także wpływ niklu i grafitu na własności wyprodukowanych elektrod. Przykładowo, elektrody kompozytowe typu Mg1.5Mn0.5Ni/10 wag. % Ni charakteryzują się lepszą odpornością na degradację w środowisku 6M KOH w pracy cyklicznej.

Słowa kluczowe

PL

stop nanokrystaliczny; magnez; synteza mechaniczna; obróbka cieplna

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2004
• Tom: R. XXV, nr 3
• Strony: 209--211
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Gąsiorowski A.

• Institute of Materials Science and Engineering, Poznań University of Technology, Poznań

autor

Skoryna D.

• Institute of Materials Science and Engineering, Poznań University of Technology, Poznań

autor

Smardz K.

• Institute of Materials Science and Engineering, Poznań University of Technology, Poznań

autor

Jurczyk M.

• Institute of Materials Science and Engineering, Poznań University of Technology, Poznań

Bibliografia

• [1] Sandrock G.: A panoramic overview of hydrogen storage alloys from a gas reaction point of view. J. Alloys Comp. 293-295 (1999) 877- 888.
• [2] Bradhurst D.H.: Metal hydrides for energy storage. Materials Forum 6(1983)139-148.
• [3] Zaluski L., Zaluska A., Strom-Olsen J.: Nanocrystalline metal hydrides. J. Alloys Comp. 253-254 (1997) 70-79.
• [4] Bouaricha S., Dodelet J.P., Guay D., Huot, J., Schulz R.: Activation characteristics of graphite modified hydrogen absorbing materials. J. Alloys Comp. 325 (2001) 245- 251.
• [5] Jurczyk M.: Nanocrystalline metal hydride electrode materials. in: Research Trends — Current Topics in Electrochemistry, 2004 - in press.
• [6] Jurczyk M., Smardz L., Smardz K., Nowak M., Jankowska E.:Nanocrystalline LaNi5-type electrode materials for Ni-MHx batteries. J. Solid State Chem.171 (2003) 30-37.
• [7] Majchrzycki W., Jurczyk M.: Electrode characteristics of nanocrystalline Zr,Ti)(V,Cr,Ni)24i compound. J. Power Sources 93 (2001)77-81.
• [8] Au M., Pourarian F.,Simizu S., Sankar S.G., Zhang L.: Electrochemical properties of TiMn2-type alloys ball-milled with nickel powder. J. Alloys Comp. 223 (1995) 1-5.
• [9] Sun D., Latroche M., Percheron-Guegan A.: Activation behaviour of mechanically Ni-coated Zr-based Laves phase hydride electrode. J. Alloys Comp. 257 (1997) 302-305.
• [10] Orimo S., Zuttel A., Ikeda K., Saruki S., Fukunaga T., Fujii H., Schlapbach L.: Hydriding properties of the MgNi-based systems. J. Alloys Comp. 293-295 (1999) 437-442.
• [11] Mu D., Hatano Y., Abe T., Watanabe K.: Degradation kinetics of discharge capacity for amorphous Mg-Ni electrode. J. Alloys Comp. 334 (2002) 232-237.
• [12] Yuan H.T., Wang L.B., Cao R., Wang Y.J., Zhang Y.S., Yan D.Y., Zhang W.H., Gong W.L.: Electrochemical characteristics of Mg2- ,Al.Ni (0
• [13] Stefanov P.: XPS study of surface segregation in Ni-Mg alloy films. Yacuum 47 (1996) 1107-1110 .
• [14] Iwakura C., Inoue H., Zhang S.G., Nohara S.: A new electrode material for nickel-metal hydride batteries: MgNi-graphite composites prepared by ball-milling. J. Alloys Comp. 293-295 (1999) 653-657.