磁場作用下熔體快淬處理對鎂基儲氫合金性能的影響.pdf

1、中圖分類號UDC碩士學位論文學校代碼密級10533磁場作用下熔體快淬處理對鎂基儲氫合金性能的影響EffectofrapidquenchinginmagneticfieldonthepropertiesofMg—basedhydrogenstoragealloys一一一’_，作者姓名：學科專業(yè)：研究方向：學院(系、所)：指導教師：論文答辯日期生!蘭：蘭：蘭!蔣晨曦應用化學儲氫合金化學化工學院唐有根教授答辯委員會主席商量蘭Z中南大學2013

2、年5月碩士學位論文摘要磁場作用下熔體快淬處理對鎂基儲氫合金性能的影響摘要：鑒于傳統(tǒng)的AB，型稀土儲氫合金受到容量低，成本較高的制約，發(fā)展大容量，經(jīng)濟性更好的鎂基儲氫合金是較好的選擇之一。而如何對鎂基儲氫合金進行改性以提高其吸放氫動力學性能及循環(huán)穩(wěn)定性又是其中重要的課題。本文提出了一種磁場作用下熔體快淬處理對合金進行改性的新方法。利用X射線衍射(X】m)、掃描電子顯微鏡(SEM)及x射線能量色散譜(EDS)研究了鎂基儲氫合金冷卻凝固過程中

3、外加磁場對合金凝固行為的作用機制，考察儲氫合金熔體在冷卻凝固過程中微觀組織結構、形貌、表觀狀態(tài)以及成分的均勻性等與外加磁場的關系。結合電化學測試，分析了合金微觀結構與電化學性能的聯(lián)系。采用熔體快淬法及磁場作用下熔體快淬法制備了M92Ni型儲氫合金。施加磁場后得到了具有方向性柱狀晶結構的合金，該結構對其電化學性能有重要影響。同時磁場作用后晶粒有所減小，成分偏析減小，但是晶胞應力略有增大。恒電流充放電測試顯示合金放電容量由原先鑄態(tài)合金的71

4、4mAhg。1提高到磁場處理后的14205mAhg～，15次放電容量保持率由267％提高到565％。動電位測試顯示其在堿液中的耐腐蝕性增強，交流阻抗(EIS)及循環(huán)伏安(CV)測試顯示其電化學動力學性能得到改善。對M92Ni型儲氫合金摻雜Mn處理得到MgzNio8Mno2合金，采用磁場作用下熔體快淬法進行改性。XRD和SEM分析得出，磁場能有效減小MgzNio8Mno2合金晶粒。當淬速為30mS。1時，施加磁場后合金晶粒大小約為50nm

5、，而同等淬速下不施加磁場合金的晶粒則達到200nm。這可能是受抑制其結晶的洛倫磁力的作用及熱電磁流體效應的影響。在30mS。1淬速下磁場處理后，合金的電化學放電容量由原先鑄態(tài)合金的79mAhg‘1增加到192mAhg～。EIS、CV及恒電位階躍測顯示磁場處理后合金的電荷轉移反應電阻減小，電化學催化活性提高，氫在合金中擴散系數(shù)增大。此外晶粒細化使合金在堿液中具有較好的耐腐蝕性能。以磁場作用下熔體快淬法改性處L里(Lao67Mgo33)2N