Mg60-xAlx系固溶體合金儲氫性能研究.pdf

1、本文利用燒結(jié)與機械合金化相結(jié)合的方法制備了Mg60-xAlx(x=15,20,25,30)、Mg40Al20+xwt.％Ni(x=0,10,20,30)、Mg40Al20+5Wt.％MO(MO=ZrO2，Nb2O5，V2O5)和Mg40Al15M5(M=Ti, Ni，F(xiàn)e，V)固溶體儲氫合金，并對合金的相結(jié)構(gòu)、儲氫性能與熱力學(xué)性能進(jìn)行了研究。
　　 首先，燒結(jié)后在5atm的氬氣保護(hù)下通過機械球磨制得Mg60-xAlx(x=15，

2、20，25，30)合金。發(fā)現(xiàn)球磨150h后樣品中出現(xiàn)Fcc與Bcc結(jié)構(gòu)的固溶體，并且隨著球磨時間的增加，F(xiàn)cc有向Bcc結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的趨勢。Al的添加降低了樣品的最大吸氫量，但是適量Al的添加，卻可以顯著地改善合金的動力學(xué)與熱力學(xué)性能，并且發(fā)現(xiàn)在x=20時，固溶體合金具有較好的儲氫性能(球磨200h后，吸氫量為1.66wt.％)。
　　 然后，在Mg∶ Al摩爾比為40∶20的Mg、Al粉中加入Ni，燒結(jié)后在5atm的氫氣保護(hù)下球磨

3、制得Mg40Al20+xWt.％Ni(x=0，10，20，30)合金。發(fā)現(xiàn)樣品在球磨160h后，可以形成Bcc與Fcc結(jié)構(gòu)的固溶體。隨著Ni粉含量的增加樣品的Fcc結(jié)構(gòu)峰強逐漸減小，而Bcc結(jié)構(gòu)峰強逐漸增加，表明Ni的加入有助于Bcc結(jié)構(gòu)的形成。同樣，Ni的添加可以有效提高樣品的動力學(xué)與熱力學(xué)性能，比較發(fā)現(xiàn)x=20樣品具有最優(yōu)的綜合儲氫性能（球磨160h后，吸氫量為1.51wt.％）。
　　 燒結(jié)后，在5atm的氫氣保護(hù)下通過機

4、械球磨制得Mg40Al20+5wt.％ MO（MO=none，ZrO2，Nb2O5，V2O5）合金。發(fā)現(xiàn)燒結(jié)后Al單質(zhì)相消失，Mg和Al相互擴散，并形成合金相Mg17Al12和過量的Mg單質(zhì)。球磨150h后，四種樣品均出現(xiàn)Fcc和Bcc結(jié)構(gòu)Mg-Al基固溶體，幾種催化劑的添加均可以降低樣品的吸放氫溫度，提高樣品熱力學(xué)與動力學(xué)性能，但是會使儲氫能力有所降低。其中MO=ZrO2合金綜合儲氫性能最佳(球磨200h后，吸氫量為1.73wt.％)