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Mg-20%(RE-Ni)(RE=La,Y,Mm)复合材料储放氢性能研究

通过磁悬浮熔炼和反应球磨相结合的方法成功制备出Mg-20wt%(RE-Ni)(RE=La,Y,Mm)复合储氢材料,主要研究了材料的物相结构和储放氢性能.结果表明.Mg-20wt%(RE-Ni)(RE=La,Y,Mm)复合储氢材料,具有相似的物相结构和吸放氢热力学性能,吸氢相均为MgH2和Mg2Ni,在同一温度下,合金只有一个放氢平台,表明两相具有良好的协同放氢效应.在复合体系中,Mg-20wt%(Y-Ni)具有最佳的综合储氢性能,表明Y具有最佳的催化效果,其在293 K,3.0 MPa H2,10 min的吸氢量和573 K,对0.1 MPa,15 min的放氢量可分别达到3.92%和4.75%,实现了室温快速大量吸氢和较温和条件下的快速放氢.

关键词: Mg基复合储氢材料 , 催化反应球磨 , 吸放氢动力学 , PCT曲线 , 稀土

纳米晶镁粉的吸放氢动力学模型分析

刘静 , 李谦 , 周国治 , 林根文

稀有金属材料与工程

利用一种新模型分析了纳米晶镁粉的吸放氢动力学,量化了球磨和添加剂Pd对镁粉吸放氢动力学性能的改善效果.结果表明,球磨能大幅度降低氢化反应活化能,提高镁粉的氢化速率30倍.添加1%(质量分数)Pd的纳米镁粉(30 nm)的吸放氢速率比未添加Pd的纳米镁粉(30 nm)的吸氢速率提高6.6倍.模型计算出30 nm Mg-1%Pd(质量分数)合金的吸氢活化能为38.74 kJ/molH2.

关键词: 储氢合金 , 纳米晶镁粉 , 吸放氢动力学 , 模型

Co替代Ni对快淬纳米晶/非晶Mg2Ni型合金吸放氢动力学的影响

张羊换 , 赵栋梁 , 任慧平 , 郭世海 , 祁焱 , 王新林

功能材料

为了改善Mg2Ni型合金的吸放氢动力学性能,用Co部分替代合金中的Ni.用快淬工艺制备了纳米晶和非晶Mg20Ni10-xCox(x=0,1,2,3,4)贮氢合金,分析了铸态及快淬态合金的微观结构,测试了合金的吸放氢动力学性能.研究了Co替代Ni及快淬工艺对合金吸放氢动力学性能的影响.结果表明,在快淬合金(x=0)中没有发现非晶相,但快淬合金(x=4)显示了纳米晶/非晶结构,表明Co替代Ni提高了Mg2Ni型合金的非晶形成能力.Co替代Ni不改变合金的Mg2Ni主相,但形成了第二相MgCo2.随Co替代量的增加,合金的吸氢量先增加而后减少,但其放氢量随Co替代量的增加而单调增加.

关键词: Mg2Ni型合金 , Co替代Ni , 快淬 , 微观结构 , 吸放氢动力学

Mg(NH2)2的合成以及Mg(NH2)2-LiH的储氢性能研究

赵晓宇 , 张轲 , 曹中秋 , 鲁杰 , 张洪波 , 辛士刚 , 张辉

稀有金属材料与工程

通过机械球磨的方法,将MgH2粉末与高纯NH3球磨反应后在300℃下热处理晶化,制备出了高纯度的Mg(NH2)2.在150～240℃的温度范围内,对Mg(NH2)2+2.2LiH(摩尔比)储氢体系的储氢性能进行了研究,结果发现,在系统脱氢后的产物为Li2Mg(NH)2.放氢动力学揭示了该系统在200～240℃时可逆储氢量可达4.5％(质量分数)左右.该系统在150℃开始脱氢,在动力学数据的基础上可以计算出其活化能为51.7 kJ/mol.此外,脱氢反应的焓变和熵变可由P-C-T曲线得到,其值分别为42.8 kJ/mol H2和149.2 J.K-1/mol H2.

关键词: Mg(NH2)2 , Mg-Li-N-H储氢材料 , P-C-T曲线 , 吸放氢动力学

镁基贮氢合金吸放氢动力学研究进展

许胜 , 高金良 , 尚宏伟 , 杨泰 , 王海涛 , 张羊换

金属功能材料

介绍了纳米晶镁基贮氢合金的制备方法、添加催化剂和稀土元素取代对镁基贮氢合金气态吸放氢性能的影响,总结了镁基贮氢合金吸放氢动力学的研究现状,并就今后镁基贮氢材料的研究提出了一些想法.

关键词: 镁基贮氢合金 , 吸放氢动力学 , 制备方法 , 催化剂 , 稀土元素替代

La替代Mg对快淬Mg2Ni型贮氢合金结构及吸放氢动力学的影响

高金良 , 马志鸿 , 赵栋梁 , 葛启录 , 王新林 , 张羊换

功能材料

为了改善Mg2Ni型贮氢合金的吸放氢动力学性能,用La部分替代合金中的Mg.用快淬工艺制备了Mg2Ni型Mg2-xLaxNi(x=0、0.2、0.4、0.6)贮氢合金, 获得长度连续,厚度约为30μm,宽度为25mm的薄带.用XRD、SEM、HRTEM分析了快淬态合金薄带的微观结构,用DSC研究了快淬薄带的热稳定性,应用Sieverts装置研究了快淬态合金的吸放氢动力学,探索了La替代Mg对快淬Mg2Ni型合金吸放氢动力学性能的影响.结果发现,在快淬无La合金中没有出现非晶相,但快淬含La合金显示了以非晶相为主的结构.表明La替代Mg显著提高Mg2Ni型合金的非晶形成能力.快淬合金的热稳定性随La含量的增加而上升.快淬态合金的吸氢量随La含量的增加而减小,但其放氢量在La含量x=0.2时有极大值,这主要归因于La替代Mg导致的结构变化.

关键词: Mg2Ni型合金 , 快淬 , La替代Mg , 吸放氢动力学

La0.67Mg0.33Ni3合金的活化性能与吸放氢动力学研究

刘静 , 李谦

功能材料

以磁场辅助烧结法(MASS)制备的La0.67 Mg0.33Ni3合金为对象,采用XRD、SEM及定容法研究了合金的相结构、微观形貌、活化能力及吸放氢动力学性能.结果显示,MASS制备的合金主相为PuNi3型结构的(La,Mg) Ni3.合金颗粒表面粗糙,呈现多孔结构.1T磁场下合成的合金经过3个循环就可完全活化,最大吸氢量达到1.47％(质量分数).动力学测试表明,该合金在室温、1MPa氢气下50s内吸氢达到饱和；在333K、0.001 MPa氢气下400s内可完成放氢,具有最佳的动力学性能,但合金可逆放氢量较低.

关键词: 磁场辅助烧结 , 储氢合金 , 活化能力 , 吸放氢动力学

Cu替代Ni对快淬纳米晶Mg2Ni型合金吸放氢动力学的影响

张羊换 , 马志鸿 , 赵栋梁 , 任慧平 , 郭世海 , 王新林

稀有金属材料与工程

为了改善Mg2Ni型合金的吸放氢动力学性能,用Cu部分替代合金中的Ni.用快淬工艺制备了纳米晶Mg2Ni1-xCux(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)贮氢合金,用XRD、SEM、HRTEM分析了铸态及快淬态合金的微观结构;用自动控制的Sieverts设备测试了合金的吸放氢动力学性能.结果表明,快淬态合金具有纳米晶结构,Cu替代Ni不改变合金的主相Mg2Ni,但导致形成第二相Mg2Cu.随Cu含量的增加,合金的吸氢量先增加而后减小,但合金的放氢量随Cu含量的增加而单调增加.快淬显著提高合金的吸放氢量并改善合金的吸放氢动力学.

关键词: Mg2Ni型合金 , Cu替代Ni , 快淬 , 微观结构 , 吸放氢动力学