عنوان پایان‌نامه
بررسی اثر افزودن عنصر سوم
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 37507;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 675
- تاریخ دفاع
- ۲۹ بهمن ۱۳۸۶
- دانشجو
- مریم مهری
- استاد راهنما
- سیدفرشید کاشانی بزرگ
- چکیده
- الکترود منفی جهت باتری نیکل- هیدرید فلزیNiMH بر مبنای پودرهای نانو بلوری ترکیب بین فلزی دو تائی Mg2Ni و نیز با جایگزینی افزودنی نایوبیوم به جای نیکل و به جای منیزیم توسط روش آلیاژسازی مکانیکی با بکارگیری آسیای سیاره ای ساخته و مورد ارزیابی ساختاری و الکتروشیمیائی قرار گرفت. بررسی ساختمان بلوری محصولات آسیا شده در خصوص مخلوط های پودری دوتایی وسه تائی نایوبیم دار، نشان داد شروع تشکیل ترکیب بین‌فلزی Mg2Ni به ترتیب در مخلوط دوتایی در 15 ساعت و در مخلوط نایوبیوم دار جایگزین شده به جای منیزیم و نایوبیوم دار جایگزین شده به جای نیکل، به 5 و 10 ساعت تقلیل می یابد. افزایش زمان کار آسیا به بیش از بیست ساعت موجب ظهور فاز آمورف در خصوص مخلوط های پودری سه تائی شده که میزان آن با ساعت کار آسیا افزایش می یابد. محصولات پودری فرایند آلیاژسازی مکانیکی به صورت مجتمع و چند بلوری بوده و متوسط اندازه بلورچه های Mg2Ni حاصل با افزایش زمان کار آسیا کاهش یافته و در محدوده ده تا شصت نانومتر است. عملیات حرارتی بعدی موجب شد که محصولاتی که بمدت کمتری آسیا شده اند و فاقد Mg2Ni و یا حاوی مقدار کمی از آن هستند بعد از طی زمان بالنسبه کوتاهی (حدود 25 دقیقه) در دمای کوره به ترکیب بین‌فلزی Mg2Ni استحاله یابند. آنالیز حرارتی محصولات آسیا شده حاکی از دو استحاله یکی در دمای 135 درجه سانتی‌گراد و دیگری در دمای 235 درجه سانتی‌گراد بوده است که بترتیب مرتبط به استحاله آمورف به نانوکریستال و منیزیم- نیکل باقیمانده به ترکیب بین‌فلزی Mg2Ni می‌باشد. بررسی میزان ظرفیت شارژ اولیه الکترودهای ساخته شده از محصولات آلیاژسازی مکانیکی حاکی از مقدار چشمگیر آن در خصوص محصول بیست ساعت کار آسیا با ترکیب سه تائی نایوبیم دار جایگزین شده به جای منیزیم دارد. همچنین این الکترود میزان عمر تخلیه شارژ اولیه به مراتب بیشتری را نسبت به الکترودهای تهیه شده از سایر محصولات علی الخصوص دو تائی نشان داد.
- Abstract
- The effects of mechanical alloying on the microstructure of binary and ternary mixtures with Mg2Ni and Mg1.75Nb0.25Ni & Mg2Ni0.75Nb0.25 stoichiometry were studied, respectively. Also, the electrode properties of the milled products were investigated in 6 M KOH solution. Characterization of the crystal structure of the milled products using X-ray diffractometry exhibited the formation of Mg2Ni-based nanocrystallites after 15, 5 and 10 milling hours for the initial powder mixture of Mg2Ni, Mg1.75Nb0.25Ni and Mg2Ni0.75Nb0.25, respectively. It was found that partial substitution of Nb for Mg has beneficial effect on the formation kinetic of Mg2Ni nanocrystallites. The calculated mean crystallite size of Mg2Ni was found to be 10 and 12 nm using ball to powder weight ratio of 20:1 after 60h of milling for the initial powder mixture of Mg1.75Nb0.25Ni and Mg2Ni0.75Nb0.25, respectively. X-ray diffraction and transmission electron microscopy showed that milling times longer than 30h resulted in the formation of a dominant amorphous phase. The 5 hour milled products were transformed to Mg2Ni-based crystal structure using subsequent heat treatment at 400C for 1h. A high discharge capacity of 600mAhg-1 was measured for 20h milled product with ternary stoichiometry; this is related to its finer Mg2Ni (Nb)-based nanostructure. Also, the ternary milled product showed longer discharge life. Increasing the milling time resulted in the formation of an amorphous phase which decreased the discharge capacity. Nb substitution for Mg greatly improved the electrode properties of the milled products.
