عنوان پایان‌نامه
خواص الکترودی ترکیب بر مبنای نانو بلورهای Mgni فر آوری شده توسط آسیای پر انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 902;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 49257
- تاریخ دفاع
- ۲۹ مرداد ۱۳۹۰
- دانشجو
- محمد شربتی
- استاد راهنما
- سیدفرشید کاشانی بزرگ
- چکیده
- چکیده الکترود منفی جهت باطری نیکل- هیدرید فلزی NiMH بر مبنای پودرهای نانو بلوری ترکیب بین فلزی دو تایی Mg2Ni و نیز با جایگزینی افزودنی نایوبیوم در مقادیر مختلف 05/0، 1/0، 15/0 و 2/0 مول به جای منیزیم، توسط روش آلیاژسازی مکانیکی با به‌کارگیری آسیای سیاره‌ای ساخته و مورد ارزیابی ساختاری و الکتروشیمیایی قرار گرفت. بررسی ساختمان بلوری محصولات آسیا شده در خصوص مخلوط‌های پودری دوتایی و سه تایی نایوبیم دار، نشان داد از زمان 10 ساعت در نمونه‌های فاقد نایوبیم و دارای 05/0 مول نایوبیم و از زمان 5 ساعت در نمونه‌های دارای 1/0، 15/0 و 2/0 مول نایوبیم، ترکیب بین فلزی Mg2Ni تشکیل شده است. انجام تست DSC روی ترکیب Mg1.85Nb0.15Ni آسیا شده به مدت 3 ساعت و پیش از شروع تشکیل Mg2Ni نشان داد که محصول آسیا شده بعد از طی زمان بالنسبه کوتاهی در دمای کوره به ترکیب بین فلزی Mg2Ni استحاله می‌یابد. همچنین، انجام استحاله آمورف به نانو کریستال در طول این سیکل عملیات حرارتی تائید شد. الکترود ساخته شده از مخلوط پودری اولیه Mg1.9Nb0.1Ni آسیا شده به مدت 60 ساعت بیشترین ظرفیت دشارژ را در سیکل اولیه خود نشان داد. بررسی میزان ظرفیت دشارژ اولیه الکترودهای ساخته شده از محصولات آلیاژسازی مکانیکی، حاکی از تأثیر مثبت افزایش مدت زمان آسیاکاری و همچنین افزایش نایوبیم تا مقدار 1/0مول روی ظرفیت این ترکیبات است. به منظور ارزیابی پایداری سیکلی ترکیبات، تست شارژ و دشارژ روی تمام الکترودهای ساخته شده از محصولات آسیاکاری شده به مدت 60 ساعت، تا سیکل دهم انجام گرفت. نتایج حاصله نشان داد که افزایش نایوبیم، نرخ پایداری ظرفیت این آلیاژها را به طور چشمگیری افزایش می‌دهد. کلمات کلیدی: Mg2Ni، مواد جاذب هیدروژن، خواص الکتروشیمی، عمر سیکل، نانوبلور، آمورف، آلیاژسازی مکانیکی، نایوبیم
- Abstract
- Abstract Negative rechargeable electrodes based on Mg2Ni nano-crystalline powders with binary and ternary stoichiometric compositions of Mg2Ni and Mg2-xNi Nbx (x=0, 0.05, 0.1, 0.15, and 0.2, i.e., partial substitution of Nb for Mg) were synthesized using high energy ball milling. The crystal structured of the milled products was characterized. In addition, electrochemical properties of the fabricated electrodes of the milled products were evaluated. Characterization of the crystal structure of the milled products using X-ray diffractometry exhibited that partial substitution of Nb for Mg has beneficial effect on the formation kinetic of Mg2Ni nano-crystallites. Also, X-ray diffraction and scanning and transmission electron microscopy showed the formation of an amorphous phase that its volume fraction increased with milling time. Subsequent heat treatment of the 3-hour Mg1.85Nb0.15Ni milled compound at 400C for 1h was resulted in transformation to nano-crystalline Mg2Ni. In general, addition of Nb was found to be beneficial to initial discharge capacity and retaining capacity after 10 cycles using a potentiostat/galvanostat. The maximum initial discharge capacity of 367mAhg-1 was measured for 60h milled product with stoichiometric composition of Mg1.9Nb0.1Ni. Keywords: Mg2Ni, Hydrogen absorbing materials, Electro-chemical properties, Nano-crystalline, Amourph, Mechanical alloying, Nb.
