金属钒对镁基合金储氢性能的影响

镁及镁基储氢合金具有储氢容量高、成本低及污染小等优点,被认为是用于车载储氢方面较有前途的材料。然而镁基合金存在吸放氢温度较高,吸放氢速度较慢的缺点,抑制了它的实际应用。研究表明,制备多元镁基合金可明显改善合金的储氢性能。采用氢化燃烧合成(Hydriding Combustion Synthesis-HCS)和机械球磨(Mechanical Milling-MM),即HCS+MM技术复合制备Mg90Ni10-xVx(x=0,2,4,6,8)合金。采用X射线衍射仪、扫描电镜及气体反应控制器研究了HCS+MM产物的相组成、表面形貌以及吸放氢性能。XRD分析表明,不同合金均含有MgH2,Mg2NiH4,Mg2NiH0.3,Mg以及VHy相,随着V含量的增加,VHy的相含量逐渐增加,而Mg2Ni氢化物含量逐渐减少。SEM结果表明,Mg90Ni4V6和Mg90Ni2V8合金的颗粒平均尺寸较小且分布比较均匀。Mg-Ni-V合金的吸氢性能优于二元Mg-Ni合金,Mg90Ni4V6的吸氢性能最好,在373 K,合金的吸氢量达到5.25%,且在50 s内就基本达到饱和吸氢量。V可以细化晶粒,使合金内部晶界增多,有利于氢的扩散;并且当合金中的V与Mg2Ni达到一定比例时,对合金的吸氢具有协同催化作用,改善了合金的吸氢性能。Mg-Ni-V合金的放氢性能不如二元Mg-Ni合金,说明在放氢过程中Mg2Ni的催化作用优于V。     

氢化燃烧合成镁基贮氢合金的研究进展

系统综述了氢化燃烧法制备镁基贮氢合金Mg2Ni的研究进展，包括制备原理、与其它制备方法的些较／影响氢化燃烧的因素以及材料的贮氢性能。同时简要介绍了氢化燃烧合成Mg-Fe、Mg-Co和Mg-Ni-Cu等贮氢合金的一些研究成果     

镁基贮氢合金制备方法的研究进展

就镁基贮氢合金的主要制备方法：熔炼法、机械合金化法、置换扩散法、固相扩散法、氢化燃烧合成法的研究进展进行了报道,讨论了不同方法对合金性能的影响。研究表明,镁基贮氢合金吸氢量大（MH2为7.6%）,并具有良好的吸氢性能。     

硼的添加对Mg2Ni储氢合金吸放氢性能的影响

镁系储氢合金有着价格低廉、储氢量大等优点,作为机载储氢材料有着广泛的应用前景,但其过高的氢分解温度,过慢的分解速度等缺点制约着实际应用.采用机械球磨制备出Mg2 Ni-xB(x =0％,1％,5％,10％,15％)系列储氢合金.通过XRD分析了合金的物相结构,采用P-C-T测试仪测定了合金的吸放氢性能,研究了添加不同含量的B对Mg2Ni合金吸放氢性能的影响.研究结果表明,B的添加对合金在200和300℃下吸放氢性能的改善作用不明显,但添加B的合金在400℃下的吸氢量均较Mg2Ni高,B的添加量由1％增至15％的合金吸氢量分别为3.09％,3.00％,2.81％,2.84％,而Mg2Ni的吸氢量则只有2.60％.随着B含量的增加,含B合金吸氢量略有降低;在含B的试样中,含5％B的合金吸氢速率最大,仅需180 s便能完成吸氢.所有含B合金的放氢平台均较Mg2Ni高且较为平坦.本次实验表明,B的添加量对合金性能的提升存在一个最优值,本次实验结果显示,添加5％B相对较好地改善合金的储氢性能,提高合金吸氢量和放氢平台压的同时能保持较快的吸氢速率.     

掺杂金属氧化物对Mg基储氢合金性能的影响

Mg基储氢合金储量丰富、价格低、具有较高的储氢容量且环保无污染,是一种很有发展前景的储氢材料。但是该类合金吸放氢动力学性能差、吸放氢温度高,氢化物稳定不易分解,这些缺点使其应用受到一定限制。通过在Mg基储氢合金中进行元素替代或催化掺杂可以达到改善性能的作用。其中,在Mg基储氢合金中掺杂氧化物改善合金储氢性能的研究工作引起广泛关注。本文系统地分析总结了近年来在Mg基储氢合金中掺杂氧化物改善储氢性能的研究成果,对于开发具有商业价值的镁基储氢材料具有一定指导意义。     

镁基储氢复合材料放氢过程相转变速率研究

用机械合金化方法，在充氢球磨条件下，经不同时间球磨，制备Mg—Ni—MnO2储氢材料。用自行研制的储氢性能测试装置对这种材料放氢过程中的相转变速率进行了测试，并与经相同的球磨工艺制备的Mg—Ni、Mg—MnO2储氢材料的储氢性能进行了比较。试验结果表明：球磨时间对Mg—Ni—MnO2储氢材料的粒度有影响；颗粒大小对放氢过程的相转变速率有影响。颗粒越小，相转变速率的相对峰值越大，完成相变所用的时间相对要短；Ni与MnO2同时催化的镁基储氢材料放氢性能明显高于Ni或MnO2单独催化的储氢材料。     

机械合金化法制备镁基储氢材料进展

介绍了近年来机械合金化法在镁基储氢材料制备上的研究进展，讨论了机械合金化制备非晶、纳米晶镁基储氢材料的机制；从合金替代和多元复合的角度对镁基储氢材料的性能进行了论述：机械合金化法可制备出纳米晶、非晶态的镁基储氢材料，无序区和晶界浓度的增加使得氢原子的吸附和扩散更为容易，制备出的材料具有较高的活性和较快的吸放氢速度。低温吸放氢性能的改善尤其显著；最后指出了机械合金化法制备镁基储氢材料需要注意并加以解决的一些问题。     

镁镍系储氢合金箔的制备研究

根据机械合金化和界面固相扩散反应的基本原理,合成出了一系列不同原子配比的Mg-Ni系储氢合金箔(Mg,Ni原子配比分别是81,41,21及11).研究了Mg-Ni系储氢合金箔的组成及其储氢性能.结果表明,Mg8Ni合金箔的吸放氢温度最低可降至300 ℃,Mg4Ni和Mg2Ni合金箔在250 ℃就可部分氢化,且放氢量均可达到2.5%(质量分数)以上;MgNi合金箔吸氢量较低,但放氢温度有所降低.     

氢化燃烧合成与机械合金化复合制备LaMg_(11.5)Ni_(0.5)储氢材料

采用氢化燃烧合成和机械球磨复合制备了LaMg11.5Ni0.5三元储氢材料,物相分析可知,该体系由MgH2、Mg、Mg2NiH4,Mg2NiH0.3,LaH2以及少量LaNi5H0.3构成.氢化燃烧合成产物LaMg11.5Ni0.5经20h球磨后,在423K时,100s内达到饱和吸氢量3.42%(质量分数);在523K时,1 800s内放氢基本完全,放氢量为3.29%(质量分数).研究表明,该产物在523K时的放氢过程受界面移动过程控制.     

Mg-Y-Ni储氢合金吸放氢动力学性能的研究

针对镁基储氢合金吸放氢动力学缓慢的问题,构建 Mg-Y-Ni储氢合金体系,预通过 Y元素和 Ni元素引入催化基团,以获得改善其动力学性能的途径。通过真空感应熔炼制备了 Mg_95-xY₅Ni_x(x=5,10,15)合金,并采用 X射线衍射(XRD)对其不同状态下的相组成进行分析,并采用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析合金微观结构和晶体状态。同时,采用 Sievert 等体积方法测试了试样在不同温度下的等温吸放氢动力学性能。结果表明,氢化后的试样是由 MgH₂,Mg₂NiH₄和 YH₃相组成的纳米晶结构,然而在放氢后,仅有 MgH₂和 Mg₂NiH₄相发生分解反应,生成相应的 Mg 和 Mg₂Ni相并放出氢气。原位生成的 YH₃相没有发生分解,并弥散分布在母合金中,且扮演积极的催化效应。此外,随着Ni含量的增加,合金吸放...     

氢化燃烧合成Mg2NiH4中镁氢化反应的影响及利用

通过改变氢化燃烧合成Mg2NiH4时镁氢化保温时间，研究在不同合成压力下，中间反应一镁氢化反应对氢化燃烧合成产物的影响，并初步探讨了镁氢化反应与Mg-Ni燃烧合成反应及Mg2Ni氢化反应的内在联系。研究结果表明，镁的充分氢化在促进Mg-Ni燃烧合成反应的同时也有效地提高了Mg2Ni的氢化活性，利用镁氢化反应可以在低的合成氢压和粗的镁粉原料下制备出纯度很高的Mg2NiH4。     

Microstructure and improved hydrogen storage properties of Mg based alloy powders prepared by modified milling method

Abstract

In this study, the modified preparation method of combining planetary and vibratory ball milling was proposed to prepare Mg based hydrogen storage alloy powders. The comparison of micromorphology and hydrogen storage behaviour between Mg₂Ni prepared using the modified and conventional preparation methods were investigated experimentally. The comparison results showed that the combination of first planetary and then vibratory ball milling has more favourable effect on improving both the kinetics and the thermodynamics of ball milled Mg₂Ni alloys. The sample synthesised by first planetary milling for 40 h and then vibratory milling for 30 h has faster hydrogen absorption kinetics and lower dehydriding onset temperature than those prepared by the single method of planetary or vibratory milling and hydriding combustion synthesis owing to its popcorn-like microstructure. Moreover, this kind of modified method reduces the reaction enthalpy and activation energy by up to ～18 and 22% respectively.     

Effect of Preparation Methods on Hydriding Properties of La1.5Mg17 Ni0.5 Composite Materials

La1.5Mg17Ni0.5 hydrogen storage materials were prepared by hydriding combustion synthesis (HCS) and mechanical alloying (MA) method respectively. The experimental results show that the hydrogen absorption properties of La1.5Mg17Nio.5 prepared by MA are better than that by HCS. La1.5Mg17Nio.5 prepared by MA can absorb 6.73 mass% hydrogen at 523 K within 1 min, and 4.92 mass% hydrogen at 423 K. The improvement of hydriding properties of La1.5Mg17Ni0.5alloy prepared by MA can be ascribed to the formation of nano-crystalline and defects during the mechanical alloying.     

储氢材料镁镍合金Mg2NiH4氢化燃烧合成反应机理

采用氢化燃烧合成法可以直接从金属镁、镍混合粉末压坯制备储氢材料镁镍合金Mg2NiH4，与传统的熔炼浇铸＋氢化激活工艺比较，在省能、省时和设备简单等方面具有显著的优越性。本文着重介绍了储氢镁镍合金氢化燃烧合成工艺及其反应机理的DSC和XRD研究结果。     

镁基储氢合金制备新方法--氢化燃烧合成法

相对于高温熔炼法、置换扩散法、固相扩散法和机械合金化法而言，氢化燃烧合成法是制备镁基储氢合金的新方法，近年来受到了国内外的足够关注。本文简要介绍了氢化燃烧合成法的方法、机理以及研究进展。     

贮氢合金进展

对贮氢合金的工作原理及应用,贮氢合金的基本类型及开发历史和发展趋势进行了综合评述。MmNi5系稀土合金和Laves相合金的开发应用已较为成熟,但其贮氢密度不高,高容量型的钒固溶体型合金和镁基合金是贮氢合金发展的新趋势。目前主要通过添加合金元素、开发制备工艺,改进微观相组织结构并兼以适当的表面处理,以提高钒固溶体型合金和镁基合金常温常压下的吸放氢特性及活化性能。     

快淬纳米晶/非晶Mg2-xLaxNi (x=0～0.6)合金的贮氢动力学

为了改善Mg2Ni型合金气态及电化学贮氢动力学性能,用La部分替代合金中的Mg,用快淬技术制备了Mg2-xLaxNi(x=0,0.2,0.4,0.6)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设备测试了合金的气态贮氢动力学性能,用程控电池测试仪测试了合金的电化学贮氢动力学.结果发现,快淬无La合金具有典型的纳米晶结构,而快淬含La合金显示了以非晶相为主的结构,表明La替代Mg提高Mg2Ni型合金的非晶形成能力.La替代Mg明显地改变Mg2Ni型合金的相组成.当La替代量x=0.4时,合金的主相改变为(La,Mg) Ni3+ LaMg3.合金的气态及电化学吸放氢动力学对La含量及快淬工艺敏感,La替代使合金的吸氢动力学降低,但适量的La替代可以明显改善合金的放氢动力学及高倍率放电能力.适当的快淬处理可以提高合金的气态及电化学贮氢动力学,但获得最佳贮氢动力学的快淬工艺与合金的成分密切相关.