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作者:介宝文;刘素霞;李永治;
单位:内蒙古科技大学理学院;
摘要:稀土-镁基金属氢化物为代表的轻质储氢合金具有储氢密度高、吸放氢反应速率快、循环稳定性好的特点。本文制备了Mg_(87)Ni_(10)(La, Ce)_3和Mg_(92)Ni_4(La, Ce)_4合金,通过压片成型以提高粉末合金的体积储氢密度,并研究了不同成型压力对储氢合金性能的影响。采用储氢性能测试仪(PCT)进行储氢性能的研究,结合X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对氢化后的合金进行纵向切片分析。结果表明,成型压力越大,合金完成活化的循环次数越多,其中Mg_(87)Ni_1(_0La, Ce)_3粉末态合金4次循环吸放氢即可完成活化,最大成型压力1520 MPa下的合金片需要7次循环吸放氢才能完成活化,在初始活化阶段,成型压力越大,合金质量储氢密度越低,但随着循环次数增多,成型压力对合金质量储氢密度影响减小。其中,Mg_(87)Ni_(10)(La, Ce)_3合金在第8次循环吸氢后,不同压力下的合金片和粉末态合金吸氢量均在5.20%左右;Mg_(92)Ni_4(La, Ce)_4合金在4次循环吸氢之后,粉末合金和合金片吸氢容量均在4.78%左右。在1520 MPa的成型压力下,Mg_(87)Ni_1(_0La, Ce)_3和Mg_(92)Ni_4(La, Ce)_4合金的体积储氢密度分别达到最大值115.0和99.23 g·L~(-1),比粉末状态的体积储氢密度高出一倍多。通过分析饱和吸氢后合金片不同位置的物相发现,由表层到内部均形成了金属氢化物相,但氢化反应程度存在差异。
关键词:镁基储氢合金;;成型压片;;吸氢动力学;;储氢性能
基金资助:国家自然科学基金项目(52261041);; 内蒙古科技大学基本科研业务费专项资金(2024RCTD009,2023QNJS039)资助