mg-ni合金高压处理对其储氢性能的影响及机制分析

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1、硕士学位论文MASTER'SDISSERTATION论文题目Mg-Ni合金高压处理对其储氢性能的影响及机制分析作者姓名吴文诗学科专业材料学指导教师彭秋明教授2015年12月中图分类号：TG146学校代码：10216UDC：620密级：公开工学硕士学位论文Mg-Ni合金高压处理对其储氢性能的影响及机制分析硕士研究生：吴文诗导师：彭秋明教授申请学位：工学硕士学科专业：材料学所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2015年12月授予学位单位：燕山大学ADissertationinMaterialsScienceEFFECTSANDMECHANISMSANALYSISONHYDROGENSTOR

2、AGEPROPERITIESOFMg-NiALLOYbyWuWenshiSupervisor:ProfessorPengQiumingYanshanUniversityDecember,2015燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《Mg-Ni合金高压处理对其储氢性能的影响及机制分析》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文

3、使用授权书《Mg-Ni合金高压处理对其储氢性能的影响及机制分析》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要Mg基储氢合金具有储氢量大、自重轻、资源

4、丰富等优点，近年来成为最具发展潜力的储氢材料之一。然而，由于其具有较高吸/放氢温度和较差的吸/放动力学性能等缺点，限制了其实际应用范围。研究发现，高压可以诱导晶体结构发生相转变并且形成具有新的组织结构的材料。本文根据Mg-Ni二元合金相图，采用真空感应熔炼技术和超高压处理技术制备了Mg-5Ni（wt.%，后面给出的所有都为质量分数）合金。通过光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜以及储氢性能测试等手段，对合金的相结构和储氢性能进行了系统地研究，深入探讨了Mg-Ni基多相合金相组成以及枝晶组织对储氢性能的影响。对超高压Mg-5Ni合金的研究表明，常规铸态Mg-5Ni合金由Mg、Mg2Ni

5、相组成，超高压Mg-5Ni合金包含Mg、Mg2Ni和Mg6Ni相。而且，超高压1600℃处理下的合金具有比铸态合金更为均匀的显微组织。超高压Mg-5Ni合金和铸态合金可逆储氢容量和平台压是相近的，说明该超高压处理几乎不影响Mg-5Ni合金的热力学性质；超高压1600℃处理的Mg-5Ni合金初始放氢温度比铸态合金低了21℃。此外，超高压1600℃处理的合金更易活化，循环吸放氢后结构更稳定，且具有更快的放氢动力学。动力学性能的改善是因为均匀的Mg2Ni相分布所产生的相界为氢的扩散提供了更多通道，而且枝晶内部存在大量的{11-20}晶面，给氢原子在晶体内部迁移创造了便利的条件。良好的循环稳定性

6、是因为超高压处理后产生的大量均匀的网状树枝晶消除了在吸/放氢过程中产生的集中应力。采取超高压手段制备出含有较高体积分数的树枝晶是一种有效的改善Mg基储氢性能的方法。关键词：Mg基储氢合金；微观组织；铸态样品；超高压I燕山大学工学硕士学位论文AbstractTheMg-basedhydrogenstoragealloyshavemanyadvantages,suchaslargehydrogencapacity,lowdensity,lowpriceandsoon.Soitisconsideredasoneofthemostpromisinghydrogenstoragematerials

7、.However,thehightemperatureofreversiblehydrogenstorageandpoorkineticpropertiesrestrictitspracticalapplication.Thestudyfoundthathighpressurecaninducephasetochangeandformaneworganizationalstructureofthematerial.According