mgni基合金的储氢性能研究

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1、Mg-Ni基合金的储氢性能研究摘要本文利用机械合金化的方法制备了Mg，6Ti。：Fe}。Ni4A1。(x=l，2，3，4)系列合金和Mg舭Ti。。FeJ●i,8。(x=0，4，8，12)系列合金，并对其进行了系统的储氢性能研究。研究方法包括X衍射分析(Ⅺm)、PCT测试、热分析和扫描电镜分析等材料学基本研究方法。研究表明Mg，6Ti。：Fe。1Ni41。系列合金中的主要二元相为M92Ni、A1¨Ni。．。和AIMg。Mg，6Ti．。Fe。一INi4A1。系列合中，Mg，BTi。拼i4Fe6A1：合金的储氢量最大(3．19wt％)，吸放氢速率最快。A1元素的加入对合金吸放氢速率

2、影响不大，但是随着A1元素对Fe元素替换量的增加，合金氢化物释氢率减小，吸放氢滞性变大。机械球磨时间的增加，可以提高材料吸放氢速度，降低金属氢化物最低放氢温度，减小合金吸放氢滞后效应；随着机械球磨时间的增加，合金氢化物放氢愈发完全，合金最大储氢量也会受影响而减小。Mg，Ji．。Fe8Ni4B。(x=O，4，8，12)系列合金氢化物的主要相是MgH2、TiH。、M92NiH、M92NiH4和HFeTi相。而且，随着球磨时间的增加，HFeTi逐渐消失，MgH。相衍射峰强度逐渐降低，合金氢化物里Mg的单质相越来越不明显。经过球磨以后合金能保持较高的储氢量，同时放氢温度降低，Mg舳T

3、i。。Fe8Ni4B。(x=O，4，8，12)系列合金氢化物在523K时就能完全放氢，吸放氢滞后性也有所降低。球磨20小时后M甄Ti。2Ni。Fe8B。。合金储氢量高于Mg，：Ti。拼i4Fe函和Mg储Ti。2Ni，e8B。合金。但是经40小时球磨后这三者中Mg明Ti，2Ni4Fe8B。合金的储氢量最大，为2．96wt％。关键词：Mg-Ni基合金储氢性能机械合金化HINVESTIGATIONONHYDROGENSTORAGEPROPERTIESOFMg--Ni-·BASEDALLOYSABSTRACTInthispapeballoysofM976Til2Fe&INi4A!x(

4、x=1，2，3，4)andM976-ITit2FesNi4Bx(x20，4，8，12)werepreparedbymechanicalalloyingandthehydrogen‘storagepropertieswereinvestigatedsystematically．Thestudyofthesesystemshasusedalltoolsavailabletomaterialsscienceresearch，includingX-raydiffraction，testofpressure-compositionisotherms，thermodynamicperfo

5、rmancestestandanaIysisofscanningelectronmicroscopy．ItisshowedthatthemainbinaryalloyphasesofM976Til2Fes-xNi4A!xalloysaleM92Ni，Air．1N沁andAIMg．ForM976Tit2li'e8-。N“AlI(x=1，2，3，4)alloys，thehydrogenstoragecapacityis2．20，3．19，2．90and3．01wt％，respectively．Noevidentinfluencetohydrogenabsorption-desor

6、ptionrateisobservedwhenAluminumelementisadded．However,withtheamountofsubstitutionAiforFeincreasingthedecompositionrateofmetallichydridesdecreasesandthehysteresisbetweenabsorptionanddesorptionincreases．Withballmilltimeincreasing，theratesofhydrogenabsorption·desorptionincrease，theonsettempera

7、tureofhydridesdecompositiondecrease，thehysteresisbetweenhydrogenabsorptionanddesorptionbecomelower,thehydridesdecompositiondegreebecomehighebbutthehydrogenstoragecapacitywillbeinfluenced．ThemainalloyphasesofM976-xTil2FesNi4Bx(x=O，4，8，12)hydridesareMgH2，T