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Mg2Ni基合金由于贮氢量大、重量轻、价格低和储存量大,是最有前景的贮氢合金之一。本文采用理论计算与实验相结合的方法对Mg2Ni基贮氢合金进行了较系统的研究。
采用烧结和球磨制备了Mg2-xSnxNi(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)合金,并进行了微结构及贮氢和电化学性能的研究。结果发现,Sn掺杂后,合金的结构还保持,但随掺杂量的提高非晶化程度提高。在贮氢性能方面,掺杂后吸放氢温度降低,分解焓数值减少,即氢化物稳定性降低。同时,掺杂后贮氢量明显减少,在PCI图线中出现两个吸放氢平台。在电化学方面,电化学容量有明显提高,并随着掺杂量增大而增大。
将Mg2Ni与V2O5和Ni复合球磨制备多元复合合金,并与单一复合的合金进行对比。发现多元复合的合金在吸放氢动力学性能、电化学放电容量方面得到了改善和提高。
利用第一原理密度泛函理论对Mg2Ni的电子结构进行了计算,对它们成键特征进行了较为详细的研究。对Sn掺杂Mg2Ni的电子结构的计算表明,掺杂后晶胞膨胀,晶胞的稳定性下降,同时应力有很大的增加。