Mg-Ni-La合金相結(jié)構(gòu)及儲(chǔ)氫性能研究.pdf

1、本文重點(diǎn)研究Mg-Ni-La體系合金相結(jié)構(gòu)與儲(chǔ)氫性能，從富鎂Mg70(Ni0.75La0.25)30合金和AB3.5型La0.7Mg0.3Co0.4Mn0.2Ni2.9-xAlx(x=0,0.1,0.2)合金著手，深入探討快淬對(duì)Mg70(Ni0.75La0.25)30合金相結(jié)構(gòu)與儲(chǔ)氫性能的影響，以及Al添加對(duì)La0.7Mg0.3Co0.4Mn0.2Ni2.9-xAlx(x=0,0.1,0.2)合金的影響作用。
　　對(duì)Mg70(Ni

2、0.75La0.25)30合金而言，XRD衍射譜及SEM圖顯示，熔煉態(tài)合金包含LaMg3、Mg2Ni和 La2Mg17三相，而快淬得到細(xì)棒合金主要包含Mg2Ni和La2Mg17兩相，即LaMg3相消失，且晶粒得到了細(xì)化；薄帶合金在2?角30°～45°之間出現(xiàn)寬化的包絡(luò)狀非晶態(tài)特征。吸放氫動(dòng)力學(xué)曲線經(jīng)不同的反應(yīng)機(jī)理擬合發(fā)現(xiàn)，合金在573K下的初始吸氫過(guò)程遵循三維界面擴(kuò)散控制過(guò)程的形核與生長(zhǎng)機(jī)理，且速率相當(dāng)緩慢。但第三次吸氫速率明顯加快，意

3、示與初始吸氫不同的機(jī)理—化學(xué)反應(yīng)機(jī)理。放氫過(guò)程則呈現(xiàn)“幾何收縮模型”，且快淬合金放氫速率增大。P-C-T曲線中，熔煉態(tài)和甩帶態(tài)合金均存在兩個(gè)明顯的吸氫平臺(tái)，由結(jié)構(gòu)分析可以確定前者P-C-T曲線中低而寬的平臺(tái)對(duì)應(yīng)LaMg3相的氫化過(guò)程，另一個(gè)平臺(tái)則對(duì)應(yīng)(Mg2Ni，La2Mg17)相的氫化過(guò)程；由氫化粉末XRD確定后者兩個(gè)平臺(tái)依次對(duì)應(yīng)La4H12.19和Mg2NiH4。采用Kissinger方法得到的放氫激活能分別為：熔煉態(tài)128.60±

4、13.79和112.89±9.94 kJ/mol；澆鑄態(tài)61.09±6.28 kJ/mol，幾乎兩倍低于熔煉態(tài)合金，說(shuō)明快淬顯著提高放氫能力。
　　對(duì)La0.7Mg0.3Co0.4Mn0.2Ni2.9-xAlx(x=0,0.1,0.2)合金而言，合金結(jié)構(gòu)包含兩相，以CaCu5結(jié)構(gòu)相為主，第二相很少。Al添加后晶胞體積增大，XRD衍射峰在2?角42°、44°和68°附近均出現(xiàn)了一個(gè)較強(qiáng)的衍射峰，而33°附近衍射峰強(qiáng)度逐漸減弱。不同于