氫化物氫壓縮機用儲氫合金研究.pdf

1、金屬氫化物氫壓縮機集氫凈化和氫壓縮于一體，具有部件緊湊，靜音工作、無需動態(tài)密封、非常低的維修量、無需長期監(jiān)控等優(yōu)點。本文通過對La1-xYxNi5-yMy(M=Al,Mn)合金的研究，選擇適用于氫壓縮機一級壓縮工質(zhì)的儲氫合金。采用儲氫性能綜合測試系統(tǒng)測試了合金的吸放氫性能、熱力學性能、動力學性能和吸放氫循環(huán)性能，用X射線衍射分析了吸氫對合金晶胞結(jié)構(gòu)的影響；用掃描電子顯微鏡、激光粒徑分析儀表征了合金吸氫循環(huán)后的顆粒形貌及大小、裂紋形貌。<

2、br>　　 研究表明，隨著合金中Y含量的降低以及Al、Mn含量的增加，會使儲氫合金的晶胞體積增加，平臺壓降低，氫化物生成焓的絕對值增加，系統(tǒng)穩(wěn)定性提高。其中，隨著Al含量的增加還會導致合金晶胞的各向異性增加，晶軸比a/c減小，吸氫量減少，而Mn對合金的吸氫量無很大影響。此外，隨著Y含量的增加會加劇合金的滯后， Al的加入會降低合金的滯后，而Mn含量對合金滯后影響不是很明顯。對于同一組分的合金而言，溫度升高會使合金的滯后系數(shù)降低。在恒定

3、的溫度和△P條件下，La1-xYxNi5-yMy(M=Al,Mn)合金的吸氫速率隨著Y含量的增加而減小，而隨著Al、Mn含量的增加有逐漸加快的趨勢。通常，更低的反應(yīng)平臺壓會更利于吸氫反應(yīng)快速進行，并隨著氫化物穩(wěn)定性的增加，其吸氫反應(yīng)速率也會增加。另外，合金α+β相區(qū)的吸氫速率常數(shù)略小于β相區(qū)的，α+β相區(qū)反應(yīng)中制約反應(yīng)速率的關(guān)鍵步驟是β相的形核與長大，而β相區(qū)反應(yīng)中制約反應(yīng)速率的關(guān)鍵步驟是氫原子向β相進一步擴散。
　　 20次循

4、環(huán)的結(jié)果表示，Mn含量的增加可以提高合金的抗粉化性能，Y的作用則不明顯。La1-xYxNi5-yMny合金都比較脆，其粉化特征屬于典型的脆性斷裂。隨著循環(huán)次數(shù)的增加，La0.2Y0.8Ni4.7Mn0.3合金的平臺壓會降低，吸氫動力學性能會降低，當?shù)竭_1310次循環(huán)后，該合金的儲氫性能會惡化。
　　 通過比較La1-xYxNi5-yMy(M=Al,Mn)合金的儲氫性能，發(fā)現(xiàn)La0.3Y0.7Ni4.8Mn0.2合金可以滿足氫壓縮