Mg-AL-Li合金制備及其儲氫性能的研究.pdf

1、本文采用熱處理與現(xiàn)代納米工藝技術(shù)相結(jié)合制備Mg-Al-Li三元體系儲氫合金，并研究制備工藝、催化摻雜等對Mg-Al-Li三元體系合金儲氫性能的影響。
　　首先，采用不同的熱處理方式(自然冷卻、液氮快冷)并結(jié)合機械固態(tài)化學球磨制備Mg5Al3Li2合金，并研究不同制備工藝條件對Mg5Al3Li2合金儲氫性能影響，研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)熱處理再結(jié)合機械固態(tài)化學球磨制備的樣品，合金主要由Mg17Al12相和Mg17Li3組成，而采用機械固態(tài)化學球磨

2、直接制備的合金其主要由Mg17Li3相和AlLi相組成。采用自然冷卻+機械固態(tài)化學球磨或者液氮快冷+機械固態(tài)化學球磨制備工藝并不能改善合金吸放氫熱力學與動力學性能，反而導致合金氫化量降低;而采用機械固態(tài)化學球磨直接制備Mg5Al3Li2合金具有較好的儲氫性能，且隨著球磨時間的增加，Mg5Al3Li2合金的儲氫性能得到明顯改善，當球磨時間增加到60h后，材料顯示出良好的儲氫特性，若球磨時間進一步增加，反而導致材料儲氫容量減少，吸放氫動力學

3、性能下降。
　　其次，為了研究Al含量和Li含量對Mg-Al-Li三元體系合金儲氫性能影響，采用機械固態(tài)化學球磨制備Mg5AlxLi2(x=2，3，4)和Mg5Al3Lix(x=1，2，3)合金，研究發(fā)現(xiàn)提高Al元素摩爾量可以減少中間產(chǎn)物Mg2Al3的生成，提高Mg-Al-Li合金氫化動力學性能，促進合金完全氫化，初始脫氫溫度由300℃(x=2)降低至280℃(x=4)，提高了合金脫氫動力學與熱力學性能，并且使脫氫反應由兩步反應向

4、一步反應轉(zhuǎn)變。而在Mg-Al-Li合金中增加Li元素摩爾量，由于Li質(zhì)地較軟，易包覆在Mg-Al顆粒表面，導致合金初始脫氫溫度由285℃(x=1)升高到300℃(x=3)，儲氫容量由3.75wt％(x=1)降至2.23wt％(x=3)，同時降低合金吸放氫熱力學性能和動力學性能。
　　再次，以Ti部分替代Mg-Al-Li合金中Al，發(fā)現(xiàn)在氬氣氣氛保護下采用機械固態(tài)化學球磨制備的Mg10Al7-xLi2Tix(x=1，2，3)合金，雖

5、然合金的相成分均由Mg17Li3、Al和Ti組成。但不同Ti含量導致合金氫化反應路徑不同，如Mg10Al6Li2Ti合金氫化物的脫氫產(chǎn)物為Mg17Al12，Mg10Al5Li2Ti2合金氫化物的脫氫產(chǎn)物為Mg17Al12和Mg17Li3，Mg10Al4Li2Ti3合金氫化物的脫氫產(chǎn)物為Mg17Li3和Mg2Al3，說明通過改變Ti/Al比例可以調(diào)控合金的氫化反應路徑。與Mg5Al3Li合金對比后發(fā)現(xiàn)，合金初始氫化溫度由150℃降低至12