【摘 要】
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镁基储氢材料具有储氢容量高、质量轻、原料资源丰富且成本低、氢化物较稳定等一系列优点,成为最具广阔前景的储氢材料。但是,镁基储氢材料仍存在吸放氢条件苛刻、循环稳定性差、反应动力学和反应热力学性能较差等缺点,因此镁基储氢合金在实际应用中较为受限。本文设计用La元素少量取代Mg-Ni合金中的Mg元素。此次实验设置三个实验组与一个对照组,实验组M1采用5 wt.%的La元素取代Mg元素,实验组M2采用2.
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镁基储氢材料具有储氢容量高、质量轻、原料资源丰富且成本低、氢化物较稳定等一系列优点,成为最具广阔前景的储氢材料。但是,镁基储氢材料仍存在吸放氢条件苛刻、循环稳定性差、反应动力学和反应热力学性能较差等缺点,因此镁基储氢合金在实际应用中较为受限。本文设计用La元素少量取代Mg-Ni合金中的Mg元素。此次实验设置三个实验组与一个对照组,实验组M1采用5 wt.%的La元素取代Mg元素,实验组M2采用2.5 wt.%的La元素取代Mg元素,实验组M3采用1 wt.%的La元素取代Mg元素,对照组M4其质量百分比名义成分为Mg80-Ni20。分别采用真空感应熔炼法与快速凝固法和高能球磨法制备出铸态Mg-Ni-La三元合金及其非晶。采用SEM（扫描电子显微镜）测试观察合金的微观形貌,XRD（X射线衍射）检测试样的相组成成分,DSC（差热式扫描）测试分析非晶态式样的晶化行为。合金的储氢性能采用全自动PCT测试仪,分别测试合金的活化曲线、PCT曲线以及吸放氢速率曲线。论文研究了在不同温度下不同程度La元素的添加对铸态合金储氢性能的影响。三种温度下合金的主要吸氢相均为Mg和Mg2Ni,在225℃条件下合金无法完成放氢,La元素的添加无法改变这一事实;在375℃的条件下,实验组合金均具有与对照组相似的储氢性能,La元素含量增多使吸氢相减少,最大吸氢量逐渐减少;300℃的条件下,微量添加La元素使合金拥有很好的储氢热力学以及动力学性能,同时最大吸氢量与对照组接近。在第三章的基础上,选取了合金最适合的温度及压力条件,即在300℃,4 MPa氢压下,研究了非晶态合金与铸态合金储氢性能的对比。非晶态有助于合金的放氢性能,但非晶态整体的储氢热力学性能不如铸态合金;非晶态的吸氢动力学性能也未达到理论预期效果,此次实验中非晶态合金综合储氢性能不如铸态合金理想。
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