RE-Mg-Ni系儲(chǔ)氫材料失效行為研究.pdf

1、改善循環(huán)穩(wěn)定性是 RE–Mg–Ni系儲(chǔ)氫材料開(kāi)發(fā)中的關(guān)鍵問(wèn)題。為了明確該系合金的失效行為特征,本文以商用 AB5型(LaCePrNd)(NiCoAl)5合金合金、商用(LaPrMg)2(NiAl)7合金和未合金化的La0.88Mg0.12Ni3.45合金為研究對(duì)象,利用結(jié)構(gòu)、物相、形貌、粒度和腐蝕電化學(xué)等分析手段,對(duì)比研究了三種材料的氣固相和電化學(xué)循環(huán)穩(wěn)定性特征以及循環(huán)過(guò)程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、粉化和腐蝕行為。
　　(LaCePrNd)

2、(NiCoAl)5合金為單一的CaCu5型結(jié)構(gòu),(LaPrMg)2(NiAl)7合金和La0.88Mg0.12Ni3.45合金呈現(xiàn)復(fù)雜的多相組織。三種合金的氣固相和電化學(xué)儲(chǔ)氫能力均表現(xiàn)出(LaPrMg)2(NiAl)7>(LaCePrNd)(NiCoAl)5>La0.88Mg0.12Ni3.45的特征,但其循環(huán)穩(wěn)定性表現(xiàn)為(LaCePrNd)(NiCoAl)5>(LaPrMg)2(NiAl)7>La0.88Mg0.12Ni3.45。10

3、0次氣固相吸放氫循環(huán)對(duì)(LaCePrNd)(NiCoAl)5合金和(LaPrMg)2(NiAl)7合金結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)氫性能的影響較小,但對(duì)La0.88Mg0.12Ni3.45合金影響顯著。La0.88Mg0.12Ni3.45合金在氣固相循環(huán)中發(fā)生了氫致非晶化,導(dǎo)致氫化物穩(wěn)定性增加并使平臺(tái)傾斜嚴(yán)重,是合金初期容量衰退的重要原因。三種合金中(LaCePrNd)(NiCoAl)5合金粉化最為嚴(yán)重,而La0.88Mg0.12Ni3.45合金抗粉化性最

4、佳,但其粉化并不均勻,合金中細(xì)小的(LaMg)Ni2相在吸氫過(guò)程中極易剝落,造成尺寸為10μm附近的顆粒頻率明顯增多。兩種RE–Mg–Ni合金失效的關(guān)鍵因素是在電化學(xué)溶液中腐蝕,特別是 La0.88Mg0.12Ni3.45合金的腐蝕特別嚴(yán)重,循環(huán)后La0.88Mg0.12Ni3.45合金的氧含量幾乎達(dá)到了La0.88Mg0.12Ni3.45合金的3倍。腐蝕電化學(xué)分析發(fā)現(xiàn) La0.88Mg0.12Ni3.45合金具有更高的腐蝕熱力學(xué)和動(dòng)力

5、學(xué),是其腐蝕嚴(yán)重的內(nèi)在原因。
　　為了探究相對(duì)含量對(duì)多相體系循環(huán)穩(wěn)定性的作用規(guī)律,本文還研究了不同配比的(LaPrMg)2(NiAl)7/(LaCePrNd)(NiCoAl)5合金復(fù)合體系的循環(huán)穩(wěn)定性特征。兩種合金相對(duì)含量對(duì)合金儲(chǔ)氫容量的影響呈簡(jiǎn)單的加和關(guān)系,最大容量均隨(LaCePrNd)(NiCoAl)5合金含量的增多而減少。但其對(duì)復(fù)合體系電化學(xué)循環(huán)穩(wěn)定性的影響較大,當(dāng)兩種原始合金比例相當(dāng)時(shí),合金的循環(huán)穩(wěn)定性最佳,其根本原因是