新型含鎂貯氫合金的結(jié)構(gòu)和貯氫性能研究.pdf

1、本文在全面綜述國內(nèi)外La-Mg-Ni系貯氫合金和Mg基非晶貯氫合金的研究進(jìn)展基礎(chǔ)之上，確定以AB<,3.5>型La-Mg-Ni系貯氫合金及Mg<,63>Ni<,22>Pr<,15>塊體非晶合金為研究對象，采用XRD(Rietveld)、SEM、DSC、PCT、恒電流充放電等材料結(jié)構(gòu)、氣態(tài)貯氫性能和電化學(xué)性能的分析測試方法，研究了元素替代對AB<,3.5>型La-Mg-Ni系貯氫合金的相結(jié)構(gòu)、電化學(xué)性能的影響和溫度對電化學(xué)性能的影響及Mg

2、<,63>Ni<,22>Pr<,15>金屬玻璃的結(jié)構(gòu)、氫化效應(yīng)和貯氫性能，力求得到一些關(guān)于新型含鎂貯氫合金電化學(xué)性能及氫化行為的基本規(guī)律，為此類貯氫合金的進(jìn)一步研究打下基礎(chǔ)。研究表明： 1．La<,0.7>Mg<,0.3>Ni<,3.5-x>M<,x>合金由CaCu<,5>型LaNi<,5>相、AuBe<,5>型LaMgNi<,4>相和PuNi<,3>型相構(gòu)成，元素替代增加了LaNi<,5>相的含量，降低了LaMgNi<,4>相

3、的含量；元素替代顯著提高了合金的放電容量，Mn元素替代有利于合金在常溫下的放電容量，而Cu元素則有利于合金在高溫下的放電容量：在常溫和高溫下，LaL<,0.7>Mg<0.3>Ni<,3.5>合金有很好的高倍率放電性能(HRD<,1200>在72.087％以上)；Al元素替代有利于改善合金的循環(huán)穩(wěn)定性；元素替代和溫度對合金的電化學(xué)性能影響較大，幾種合金的綜合性能有待進(jìn)一步研究提高。 2．La<,0.7>Mg<,0.3>Ni<,2.

4、8>Co<,0.5>Fe<,0.2>合金由CaCu<,5>型LaNi<,5>相、AuBe<,5>型LaMgNi<,4>相和PuNi<,3>型LaMg<,2>Ni<,9>相構(gòu)成；B元素的摻入使合金由CaCu<,5>型相、AuBe<,5>型LaMgNi<,4>相、PuNi<,3>型LaMg<,2>Ni<,9>相和LaCo<,4>B相四相構(gòu)成，產(chǎn)生了新相；隨著溫度的升高La<,0.7>Mg<,0.3>Ni<,2.8>Co<,0.5>Fe<,0

5、.2>合金的放電容量從312mAh/g降至247.4mAh/g，B元素的摻入大幅度降低了合金的放電容量(常溫下只有230.3mAh/g)；高溫有利于兩種合金的大電流放電；B元素的摻入顯著地改善了合金在常溫和高溫下的循環(huán)穩(wěn)定性(S<,72>分別為70.777％、71.69％)。 3．利用塊體非晶合金的高貯氫量、耐腐蝕性和高玻璃形成能力，將Mg<,63>Ni<,22>Pr<,15>合金采用熔體急冷法制備成非晶薄帶，首次采用P-C-T

6、、恒流充放電等貯氫性能測試方法研究了Mg<,63>Ni<,22>Pr<,15>金屬玻璃的氫化效應(yīng)及貯氫性能。結(jié)果表明：在313K和373K下，合金的吸、放氫容量分別為0.38wt.％、0.14wt.％；Mg<,63>Ni,22>Pr<,15>金屬玻璃氫化后仍為單一的玻璃相，晶胞峰變寬并向小角度偏移，氫化將非晶合金的玻璃轉(zhuǎn)變溫度T<,g>、開始晶化溫度T<,x>和晶化溫度T<,p>的值從440K、470K、499K提高到550K、570K