磁場(chǎng)作用下熔體快淬處理對(duì)鎂基儲(chǔ)氫合金性能的影響.pdf

1、中圖分類(lèi)號(hào)UDC碩士學(xué)位論文學(xué)校代碼密級(jí)10533磁場(chǎng)作用下熔體快淬處理對(duì)鎂基儲(chǔ)氫合金性能的影響EffectofrapidquenchinginmagneticfieldonthepropertiesofMg—basedhydrogenstoragealloys一一一’_，作者姓名：學(xué)科專(zhuān)業(yè)：研究方向：學(xué)院(系、所)：指導(dǎo)教師：論文答辯日期生!蘭：蘭：蘭!蔣晨曦應(yīng)用化學(xué)儲(chǔ)氫合金化學(xué)化工學(xué)院唐有根教授答辯委員會(huì)主席商量蘭Z中南大學(xué)2013

2、年5月碩士學(xué)位論文摘要磁場(chǎng)作用下熔體快淬處理對(duì)鎂基儲(chǔ)氫合金性能的影響摘要：鑒于傳統(tǒng)的AB，型稀土儲(chǔ)氫合金受到容量低，成本較高的制約，發(fā)展大容量，經(jīng)濟(jì)性更好的鎂基儲(chǔ)氫合金是較好的選擇之一。而如何對(duì)鎂基儲(chǔ)氫合金進(jìn)行改性以提高其吸放氫動(dòng)力學(xué)性能及循環(huán)穩(wěn)定性又是其中重要的課題。本文提出了一種磁場(chǎng)作用下熔體快淬處理對(duì)合金進(jìn)行改性的新方法。利用X射線衍射(X】m)、掃描電子顯微鏡(SEM)及x射線能量色散譜(EDS)研究了鎂基儲(chǔ)氫合金冷卻凝固過(guò)程中

3、外加磁場(chǎng)對(duì)合金凝固行為的作用機(jī)制，考察儲(chǔ)氫合金熔體在冷卻凝固過(guò)程中微觀組織結(jié)構(gòu)、形貌、表觀狀態(tài)以及成分的均勻性等與外加磁場(chǎng)的關(guān)系。結(jié)合電化學(xué)測(cè)試，分析了合金微觀結(jié)構(gòu)與電化學(xué)性能的聯(lián)系。采用熔體快淬法及磁場(chǎng)作用下熔體快淬法制備了M92Ni型儲(chǔ)氫合金。施加磁場(chǎng)后得到了具有方向性柱狀晶結(jié)構(gòu)的合金，該結(jié)構(gòu)對(duì)其電化學(xué)性能有重要影響。同時(shí)磁場(chǎng)作用后晶粒有所減小，成分偏析減小，但是晶胞應(yīng)力略有增大。恒電流充放電測(cè)試顯示合金放電容量由原先鑄態(tài)合金的71

4、4mAhg。1提高到磁場(chǎng)處理后的14205mAhg～，15次放電容量保持率由267％提高到565％。動(dòng)電位測(cè)試顯示其在堿液中的耐腐蝕性增強(qiáng)，交流阻抗(EIS)及循環(huán)伏安(CV)測(cè)試顯示其電化學(xué)動(dòng)力學(xué)性能得到改善。對(duì)M92Ni型儲(chǔ)氫合金摻雜Mn處理得到MgzNio8Mno2合金，采用磁場(chǎng)作用下熔體快淬法進(jìn)行改性。XRD和SEM分析得出，磁場(chǎng)能有效減小MgzNio8Mno2合金晶粒。當(dāng)淬速為30mS。1時(shí)，施加磁場(chǎng)后合金晶粒大小約為50nm

5、，而同等淬速下不施加磁場(chǎng)合金的晶粒則達(dá)到200nm。這可能是受抑制其結(jié)晶的洛倫磁力的作用及熱電磁流體效應(yīng)的影響。在30mS。1淬速下磁場(chǎng)處理后，合金的電化學(xué)放電容量由原先鑄態(tài)合金的79mAhg‘1增加到192mAhg～。EIS、CV及恒電位階躍測(cè)顯示磁場(chǎng)處理后合金的電荷轉(zhuǎn)移反應(yīng)電阻減小，電化學(xué)催化活性提高，氫在合金中擴(kuò)散系數(shù)增大。此外晶粒細(xì)化使合金在堿液中具有較好的耐腐蝕性能。以磁場(chǎng)作用下熔體快淬法改性處L里(Lao67Mgo33)2N