元素替代和熱處理對Re-Mg-Ni基A2B7型貯氫合金的改性研究.pdf

1、采用真空感應(yīng)熔煉及熱處理工藝制備了Re-Mg-Ni(Re=La，Sm，Nd)基貯氫合金，并通過ICP、XRD、SEM-EDS以及吸/放氫性能測試（PCT）等手段對合金的組分、相結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能等進(jìn)行了表征，系統(tǒng)研究了Sm部分替代Nd和不同熱處理時間對Re-Mg-Ni基貯氫合金顯微結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響。
　　對La0.5Nd0.35-xSmxMg0.15Ni3.5(x=0~0.30)貯氫合金的研究結(jié)果表明：隨著Sm對Nd替代量的增

2、加，合金中相的組成沒有發(fā)生明顯變化，所有合金均為多相結(jié)構(gòu)，都含有A2B7、A5B19和微量的AB5相，其中A2B7相和A5B19相的豐度呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢，而 AB5相的豐度變化趨勢與之相反。此外，合金中A2B7相和AB5相的晶胞參數(shù)a、c和晶胞體積V均隨著Sm含量的增加逐漸降低，合金電極的活化性能得到了改善。合金的最大吸氫量和最大放電容量均先增大而后減小，并在x=0.20時達(dá)到最大值。合金PCT曲線的滯后系數(shù)從0.288(x=0

3、)單調(diào)減小到0.176(x=0.30)。合金電極的HRD2000先從41.4％(x=0)增加至63.8%(x=0.20)，隨后降低到52.1%(x=0.30)，這與合金電極的交換電流密度（I0）和氫擴散系數(shù)（D）的變化趨勢一致，表明了合金電極表面的電荷轉(zhuǎn)移速率和合金內(nèi)部的氫擴散速率是制約合金電極電化學(xué)動力學(xué)性能的主要因素。另外，隨著Sm替代量的增加，合金電極的S200從65.6%(x=0)單調(diào)增加到69.2%(x=0.30)，這主要歸因

4、于合金電極的充/放循環(huán)過程中抗腐蝕性能的提高。
　　對熱處理后La0.5Nd0.15Sm0.20Mg0.15Ni3.5合金的研究結(jié)果表明：在1148K下，不同熱處理時間的合金樣品均為多相結(jié)構(gòu)，當(dāng)熱處理時間t增加至9 h以上時，Pr5Co19相消失。隨著熱處理時間的延長，合金中A2B7相的豐度逐漸增加，而A5B19和AB5相豐度則呈現(xiàn)出相反的變化趨勢。合金的最大吸氫量逐漸增大，放氫曲線的斜率因子逐漸減小。合金電極的最大放電容量從32