Page 83 - Thesis_Oprysk_Volodymyr

81

3.4. Порівняльний аналіз досліджених сплавів АВ2

Систематичне дослідження псевдобінарних фаз Лавеса RMgNi 4-yCo y (R = Pr,

Pr 0,5La 0,5, Pr 0,5Nd 0,5) дозволило розширити та уточнити встановити взаємозв’язки

між хімічним складом, кристалічною структурою та функціональними

властивостями даних матеріалів.

Аналіз фазової стабільності засвідчив, що межа розчинності Co суттєво

залежить від природи рідкісноземельного компонента. Для сплавів з Pr та Pr 0,5La 0,5
область гомогенності обмежена значеннями y ≤ 2, тоді як система

Pr 0,5Nd 0,5MgNi 4-yCo y демонструє формування неперервного твердого розчину в

усьому концентраційному інтервалі (y = 0 – 3). Це пояснюється меншим атомним

радіусом Nd порівняно з La, що стабілізує фазу AB 2.

Воденьсорбційні властивості корелюють із об’ємом елементарної комірки:

збільшення параметрів ґратки при заміщенні Pr/La та Ni/Co розширює міжвузлові

пустоти, полегшуючи дифузію атомів водню. Максимальну гравіметричну ємність

при газофазному гідруванні (~6,7 ат. H/ф.о.) продемонстрував сплав

Pr 0,5La 0,5MgNi 2Co 2, що зумовлено оптимальним співвідношенням об’єму комірки та

термодинамічної стабільності гідридної фази.

Електрохімічні дослідження виявили нелінійну залежність розрядної ємності

від вмісту Co з максимумом при y = 0,5 (крім Pr 0,5Nd 0,5, де максимум досягається

при y = 1). Найвищу розрядну ємність 305 мА·год/г демонструє

Pr 0,5La 0,5MgNi 3,5Co 0,5. Циклічна стабільність визначається компромісом між

початковою ємністю та структурною цілісністю: однофазний PrMgNi 4 зберігає 95%

ємності після 30 циклів (I = 50 мА/г), тоді як Pr 0,5Nd 0,5MgNi 2Co 2 демонструє
найкращу стійкість при вищих струмах (S 100 = 80% при I = 200 мА/г). Ключові

склади з коротким описом їх характеристик для досліджених в даній роботі фаз
Лавеса наведено таблиці 3.11.