Зміна механічних властивостей сплавів Pb–Sb–Sn–As–Se для струмовідводів свинцево-кислотних батарей під час природнього старіння

  • Віктор O. Дзензерський Інститут транспортних систем і технологій Національної Академії наук України, Дніпро, Україна https://orcid.org/0000-0002-9722-1920
  • Сергій В. Taрaсoв Інститут транспортних систем і технологій Національної Академії наук України, Дніпро, Україна https://orcid.org/0000-0002-9254-1503
  • Олена В. Сухова Інститут транспортних систем і технологій Національної Академії наук України, Дніпро, Україна https://orcid.org/0000-0001-8002-0906
  • Володимир A. Іванов Інститут транспортних систем і технологій Національної Академії наук України, Дніпро, Україна http://orcid.org/0009-0008-9836-6508
Ключові слова: свинцево-кислотні батареї, низькосурм’яні Pb–Sb–Sn–As–Se сплави для струмовідводів, природнє старіння під час зберігання, випробування на розтяг, межа міцності на розтяг, межа плинності, подовження, модуль Юнга

Анотація

Роботу присвячено дослідженню механічних властивостей низькосурм’яних Pb–Sb–Sn–As–Se сплавів для струмовідводів свинцево-кислотних батарей у литому стані та після природнього старіння під час зберігання на складі. З використанням універсальних розтяжних машин TIRAtest 2300 і P-0.5 визначено межу міцності на розтяг, межу плинності, подовження і модуль Юнга за кімнатної температури. Для більшості досліджених сплавів у литому стані збільшення межі міцності на розтяг супроводжується збільшенням подовження. Підвищення температури нагріву ливарної форми в температурному інтервалі 70–150 ºС практично не впливає на середні значення подовження сплавів, але незначно знижує їх середню межу міцності на розтяг (на ~4 %). Внаслідок старіння під час зберігання на складі впродовж 30–33 діб спостерігається підвищення значень межі міцності на розтяг, межі плинності і модуля Юнга, але зниження значень подовження сплавів Pb–Sb–Sn–As–Se для струмовідводів. Такі зміни пов’язані з виділенням частинок вторинних фаз з твердого розчину на основі свинцю, пересиченого сурмою, миш’яком і селеном. Найбільший зміцнювальний ефект спостерігається впродовж перших п’яти діб природнього старіння.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

S. Guruswamy, Engineering Properties and Applications of Lead Alloys, (CRC Press, New York, 2000). https://doi.org/10.1201/9781482276909

D.A.J. Rand, T. Moseley, J. Garche, and C.D. Parker, Valve-Regulated Lead-Acid Batteries, (Elsevier, Amsterdam, 2004). https://doi.org/10.1016/B978-0-444-50746-4.X5000-4

A.H. Seikh, E.-S.M. Sherif, S.M.A. Khan Mohammed, M. Baig, M.A. Alam, and N. Alharthi, PLOS One. 13(4), 1 (2018). https://doi. org/10.1371/journal.pone.0195224

H.T. Liu, C.X. Yang, H.H. Liang, J. Yang, and W.F. Zhou, J. Power Sources. 103(2), 173 (2002). https://doi.org/10.1016/S0378-7753(01)00839-4

W.-B. Cai, Y.-Q. Wan, H.-T. Liu, and W.-F. Zhou, Chin. J. Chem. 14(2), 138 (1996). https://doi.org/ 10.1002/cjoc.19960140208

T. Hirasawa, K. Sasaki, M. Taguchi, and H. Kaneko, J. Power Sources. 85(1), 44 (2000). https://doi.org/10.1016/S0378-7753(99)00380-8

M. Viespoli, A. Johanson, A. Alvaro, B. Nyhus, A. Sommacal, and F. Berto, Mater. Sci. Eng. A 744, 365 (2019). https://doi.org/10.1016/j.msea.2018.12.039

T. Gancarz and W. Gasior, J. Chem. Eng. Data. 63(5), 1471-1479 (2018). https://doi.org/10.1021/acs.jced.7b01049

S.E. Kisakurek, J. Mater. Sci. 19(7). 2289-2305 (1984). https://doi.org/10.1007/BF01058106

R.D. Prengaman, J. Power Sources. 67(1-2), 267-278 (1997). https://doi.org/10.1016/S0378-7753(97)02512-3

K. Sawai, Y. Tsuboi, Y. Okada, M. Shiomi, and S. Osumi, J. Power Sources. 179(2), 799-807 (2008). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2007.12.106

D.A.J. Rand, D.P. Boden, C.S. Lakshmi, R.R. Nelson, and R.D. Prengaman, J. Power Sources. 107(2), 280-300 (2002). https://doi.org/10.1016/S0378-7753(01)01083-7

R.D. Prengaman, J. Power Sources. 95(1-2), 224-233 (2001). https://doi.org/10.1016/S0378-7753(00)00620-0

A.G. Gad Allah, H.A.A. El-Rahman, S.A. Salih, and M.A. El-Galil, J. Appl. Electrochem. 22(6), 571-576 (1992). https://doi.org/10.1007/BF01024099

H. Li, W.X. Guo, H.Y. Chen, D.E. Finlow, H.W. Zhou, C.L. Dou, G.M. Xiao, S.G. Peng, W.W. Wei, and H. Wang, J. Power Sources. 191(1), 111-118 (2009). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2008.10.059

R.K. Shervedani, A.Z. Isfahani, R. Khodavisy, and A. Hatefi-Mehrjardi, J. Power Sources. 164(2), 890-895 (2007). https://doi.org/10.1016/ j.jpowsour.2006.10.105

M. Matrakova, A. Aleksandrova, P. Nikolov, O. Saoudi, and L. Zerroual, Bulg. Chem. Commun. 52(A), 74-79 (2020). https://doi.org/10.34049/bcc.52.A.232 74

S. Khatbi, Y. Gouale, S. Mansour, A. Lamiri, and M. Essahli, Port. Electrochim. Acta. 36(2). 133-146 (2018). https://doi.org/10.4152/pea.201802133

Y.B. Zhou, C.X. Yang, W.F. Zhou, and H.T. Liu, J. Alloys Compd. 365(1-2), 108-111 (2004). https://doi.org/10.1016/S0925-8388(03)00649-2

B. Yang, C. Xianyu, Y. Shaoqiang, L. Wei, D. Changsong, and Y. Geping, J. Energy Storage. 25, 100908 (2019). https://doi.org/10.1016/j.est.2019.100908

Z. Ghasemi and A. Tizpar, Int. J. Electrochem. Sci. 2, 700-720 (2007). https://doi.org/10.1016/S1452-3981(23)17106-9

Z. Ghasemi and A. Tizpar, Int. J. Electrochem. Sci. 3, 727-745 (2008). https://doi.org/10.1016/S1452-3981(23)15476-9

Z. Ghasemi and A. Tizpar, Appl. Surf. Sci. 252(10), 3667-3672 (2006). https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2005.05.043

D. Slavkov, B.S. Haran, B.N. Popov, and F. Fleming, J. Power Sources. 112(1), 199-208 (2002). https://doi.org/10.1016/S0378-7753(02)00368-3

E. Rocca, G. Bourguignon, and J. Steinmetz, J. Power Sources. 161(2), 666-675 (2006). http://dx.doi.org/10.1016/ j.jpowsour.2006.04.140

C.S. Lakshmi, J.E. Manders, and D.M. Rice, J. Power Sources. 73(1), 23-29 (1998). https://doi.org/10.1016/S0378-7753(98)00018-4

M.T. Wall, Y. Ren, T. Hesterberg, T. Ellis, and M.L. Young, J. Energy Storage. 55, 105569 (2022). https://doi.org/10.1016/j.est.2022.105569

S. O’Dell, G. Ding, and S. Tewari, Metall. Mater. Trans. A 30(8), 2159-2165 (1999). https://doi.org/10.1007/s11661-999-0027-7

N. Ryoichi, Bull. Univ. Osaka Prefect. A 16(1), 145-157 (1967). http://doi.org/10.24729/00008892

S. El-Gamal, Gh. Mohammed, and E.E. Abdel-Hady, Am. J. Mater. Sci. 5(5), 97-105 (2015). https://doi.org/ 10.5923/j.materials.20150505.01

M.M. El-Sayed, F. Abd El-Salam, R. Abd El-Hasseb, and M.R. Nagy, Phys. Status Solidi. A 144(2), 329-334 (1994). https://doi.org/10.1002/pssa.2211440211

J.P. Hilger, J. Power Sources. 53(1), 45-51 (1995). https://doi.org/10.1016/0378-7753(94)01977-4

G.S. Al-Ganainy, M.T. Mostafa, and F. Abd El-Salam, Physica. B 348(1-4), 242-248 (2004). https://doi.org/10.1016/ j.physb.2003.11.096

О.V. Sukhova and Yu.V. Syrovatko, Metallofiz. Noveishie Technol. 33(Special Issue), 371-378 (2011). (in Russian)

I.M. Spiridonova, E.V. Sukhovaya, and V.P. Balakin, Metallurgia. 35(2), 65-68 (1996).

R.D. Prengaman, J. Power Sources. 53(2), 207-214 (1995). http://dx.doi.org/10.1016/0378-7753(94)01975-2

I. Spiridonova, O.V. Sukhova, and A. Vashchenko, Metallofiz. Noveishie Technol. 21(2), 122-125 (1999).

G.S. Al-Ganainy, M.T. Mostafa, and M.R. Nagy, Phys. Stat. Sol. A 165(1), 185-193 (1998). https://doi.org/10.1002/(SICI)1521-396X(199801)165:1<185::AID-PSSA185>3.0.CO;2-M

О.V. Sukhova, V.А. Polonskyy, and К.V. Ustinоvа, Vopr. Khimii Khimicheskoi Tekhnologii. 3, 46-52 (2019). http://dx.doi.org/ 10.32434/0321-4095-2019-124-3-46-52. (in Ukrainian)

Y. Zhang, K. Shimizu, X. Year, K. Kusumoto, and V.G. Efremenko, Wear. 390-391, 135-145 (2017). https://doi.org/10.1016/ j.wear.2017.07.017

О.V. Sukhova and К.V. Ustinоvа, Funct. Mater. 26(3), 495-506 (2019). https://doi.org/10.15407/fm26.03.495

E. Gullian, L. Albert, and J.L. Caillerie, J. Power Sources. 116(1-2), 185-192 (2003). http://dx.doi.org/10.1016/S0378-7753(02)00705-X

O.V. Sukhova, V.A. Polonskyy, and K.V. Ustinova, Voprosy Khimii i Khimicheskoi Technologii. 6, 77-83 (2018). https://doi.org/10.32434/0321-4095-2018-121-6-77-83. (in Ukrainian)

S.I. Ryabtsev, V.А. Polonskyy, and О.V. Sukhova, Mater. Sci. 56(2), 263-272 (2020). https://doi.org/ 10.1007/s11003-020-00428-8

О.V. Sukhova, Phys. Chem. Solid St. 22(1), 110-116 (2021). https://doi.org/10.15330/pcss.22.1.110-116

L. Albert, A. Goguelin, and E. Jullian, J. Power Sources. 78(1-2), 23-29 (1999). https://doi.org/10.1016/S0378-7753(99)00006-3

О.V. Sukhova and V.А. Polonskyy, East Eur. J. Phys. 3, 5-10 (2020). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2020-3-01

О.V. Sukhova, Probl. At. Sci. Technol. 4, 77-83 (2020). https://doi.org/10.46813/2020-128-077

D.M. Rosa, J.E. Spinelli, I.L. Ferreira, and A. Garcia, Metall. Mater. Trans. A 39(9), 2161-2174 (2008). https://doi.org/ 10.1007/s11661-008-9542-1

О.V. Sukhova, V.А. Polonskyy, and К.V. Ustinоvа, Mater. Sci. 55(2), 285-292 (2019). https://doi.org/10.1007/s11003-019-0030-2

V.A. Dzenzerskiy, V.F. Bashev, V.A. Polonskiy, S.V. Tarasov, Yu.I. Kazacha, V.A. Ivanov, and A.A. Kostina, Metallofiz. Noveishie Tekhnol. 36(2), 259-273 (2014). https://doi.org/10.15407/mfint.36.02.0259

Опубліковано
2023-12-02
Цитовано
Як цитувати
ДзензерськийВ. O., TaрaсoвС. В., Сухова, О. В., & ІвановВ. A. (2023). Зміна механічних властивостей сплавів Pb–Sb–Sn–As–Se для струмовідводів свинцево-кислотних батарей під час природнього старіння. Східно-європейський фізичний журнал, (4), 182-188. https://doi.org/10.26565/2312-4334-2023-4-21