制约Mg_2Si体系可逆储氢的原因

机械球磨制备的2MgH2-Si试样在573 K下1 500 min内放氢质量分数为3.67%,放氢平台压高达1.075 MPa。Si的添加不但改善了MgH2的放氢热力学性能,而且也提高了放氢动力学性能。为了研究制约Mg2Si可逆储氢的原因,对球磨Mg2Si-10%TiF3(质量分数)在不同温度和氢压下氢化12 h试样的相结构进行分析。结果表明,试样都由Mg2Si单相组成。Mg2Si吸氢反应同时受其氢化反应热力学和动力学控制。     

(LaCa3)0.5-xMg1+4xNi9(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08,0.1)合金微观结构及储氢性能研究

AB₃型La-Mg-Ni系列储氢合金由于储氢容量优异、放电容量高、活化快等优势受到储能领域的关注.采用真空感应熔炼法制备了(LaCa₃)_0.5-xMg_1+4xNi₉(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08,0.1)合金,表征合金的微观结构并测试储氢合金性能差异,研究合金A侧元素比例对合金性能影响的内在机理.合金活化性能受Mg元素取代量的影响明显,活化吸放氢速率随着Mg质量分数的增加先增加后减小.随着Mg替代量的增加,合金的最大吸放氢容量分别由1.866%和1.311%提高到1.972%和1.732%,吸放氢焓变绝对值分别由15.71 kJ/mol和17.88 kJ/mol降低到8.88 kJ/mol和9.28 kJ/mol,其热稳定性降低,这对改善热力学性能有积极作用.     

新型储氢材料Li-Mg-N-H体系的储放氢性能研究

采用机械球磨LiNH2/MgH2混合物(摩尔比2/1.1)制备一种新型储氢材料Li-Mg-N-H.在氩气保护下,将样品分别球磨2 h(1 #)、5 h(2#)和10 h(3#).DSC测试结果表明,3种样品均可在170℃左右开始快速放氢,且随着球磨时间增加,放氢温度呈下降趋势.吸放氢测试结果显示200℃时,样品在6 MPa最大吸放氢量为4.4%,0.1 MPa放氢压力条件下最大放氢容量为3.39%,上述反应在1 h内可完成总量的80%以上;随着球磨时间增加,样品活性增大,首次吸放氢循环即可达到最大容量,但球磨时间过长导致样品吸放氢容量的下降.运用XRD考察了样品吸放氢循环前后的物相变化.     

Ca_(9-x)Mg_xNi_(33)(x=1,2和3)合金相结构和贮氢性能

研究Mg替代Ca对Ca_(9-x)Mg_xNi_(33)=1,2和3)合金相结构和贮氢性能的影响。结果表明,Ca_(9-x)Mg_xNi_(33)合金均由复相组成;随Mg添加量的增加,合金的主相由(Ca,Mg)_2Ni_7向(Ca,Mg)Ni_3转变。Ca_8MgNi_(33)合金在298 K的吸氢容量(体积分数)大约为1.71%,是商业应用LaNi_5合金的1.4倍。随着合金Mg添加量的增加,合金吸放氢热力学性能得到改善。Ca_7Mg_2Ni_(33)合金具有良好的吸放氢可逆性。     

可用于PEMFC燃料电池的钒基固体贮氢材料

介绍了V-Ti-Cr-Fe系列贮氢合金,该系列合金常温无需活化即可快速吸氢,放氢平台压可调,其1 atm以上的可逆吸放氢量超过质量分数2.0%,吸放氢循环500次的容量衰减小于30%.此外,由于利用了廉价的FeV80中间合金,解决了钒基贮氢合金价格昂贵的问题,是目前少有的综合性能优良的贮氢合金,可用于PEMFC燃料电池的高纯氢燃料的贮存载体.     

LiBH4改善镁吸氢性能的研究

研究了LiBH4对镁吸氢性能的影响,探索出一条不需要活化就能改善镁的储氢性能的途径.实验结果显示,在氩气气氛下球磨质量比为14的LiBH4-Mg混合物1 h后,产物表现出很好的吸氢活性,在300℃下20 min内的吸氢量可达到6.5%,在1 h内可达到7.1%;在250℃和200℃下,1 h内的吸氢量分别可达到6.7%和2.6%.而镁在300℃以下几乎不吸氢.     

机械球磨MgH_(2-x)B复合材料的放氢性能

通过机械球磨制备MgH2-xB(x=0.0,0.2,0.5,1.0,2.0)复合储氢材料。除非晶B外,复合材料均由四方晶系MgH2主相、少量的正交晶系MgH2和MgO相组成。随非晶B添加量的增加,复合材料的放氢速度增快。其中,MgH2-2B复合材料具有最佳的放氢动力学性能,在553 K,240 min内放氢质量分数达2.59%。非晶B分布在MgH2颗粒表层,作为氢扩散的通道扩大了脱氢反应的接触面积,从而提高了MgH2-2B复合材料的放氢动力学性能。     

球磨镁和石墨混合粉末的相结构及其氢化行为

研究了机械球磨对镁和石墨混合粉末相结构和吸氢性能的影响。结果发现：随着球磨时间的增加,石墨由晶态转变为非晶,而镁的颗粒尺寸则逐渐减小。在温度为573 K,H2压力为1MPa的条件下,样品的吸氢量随着球磨时间的增加而减少。这主要是由于在吸氢的过程中,部分非晶碳与镁形成了MgaC3,消耗了可与氢反应的镁,阻碍了镁与氢的反应,导致样品吸氢量下降。     

MgH2-graphene复合储氢材料吸放氢性能

通过球磨制备MgH2,MgHz-GMgHz-graphene储氢材料,研究石墨烯添加对MgH2吸放氢性能的影响。结果表明,石墨和石墨烯对球磨过程中MgHz的细化有促进作用;石墨和石墨烯的添加对MgH2的吸放氢动力学有良好的改善作用;特别是MgH2-graphene储氢材料有优良的吸放氢性能,在573K下于5,2min内放氢和再吸氢质量分数都为7．0％,且其放氢起始温度较MgH2的低50K。     

球磨工艺对Y-Fe-Cr合金吸波性能影响

采用XRD、SEM和矢量网络分析仪分析相结合的方法研究球磨时间对Y-Fe-Cr合金微粉吸波性能的影响.结果表明:随着球磨时间从50 h不断增加,Y9Fe88Cr3吸波合金的吸收峰逐渐向低频移动;当球磨时间低于70 h时,合金扁平化及各向异性较好,其反射率较低,合金粉末吸波性能较好,在吸波涂层厚度为d=1.8 mm条件下,球磨时间为50 h和70 h的合金粉末的电磁波吸收峰峰值分别达到-14.7 dB和-14.4 dB,＜-10 dB的吸波带宽均达到7 GHz;当球磨时间达到80 h后,由于合金粉末颗粒碎化变细导致各向异性变差,其吸波性能变差,在吸波涂层厚度为d=1.8 mm条件下,合金粉末电磁波吸收峰峰值和＜-10 dB的吸波带宽分别为-12.5 dB和3.5 GHz,较球磨时间为70 h之前的合金粉末的吸波峰值和带宽减小了2 dB和3.5 GHz.研究结果为制备同类吸波合金微粉提供一定的理论依据.     

La0.67Mg0.33Ni2.5Cu0.5贮氢合金磁热处理工艺的正交设计

利用L9（34）正交表安排实验,考察磁热处理的温度、时间及磁感应强度对La0.67Mg0.33N i2.5Cu0.5合金的吸放氢反应热力学和动力学的影响,结合极差分析和方差分析研究了各因素对考核指标的显著性影响,并得到合金磁热处理的优化工艺：热处理温度850℃,处理时间1 h和磁感应强度4 T.在此条件下处理后的合金,吸放氢的质量分数分别为1.33%和1.14%,焓变为-59.69 kJ/mol,吸热峰顶所对应的温度为86.3℃,吸放氢特征时间（tξ=0.875）分别为11.2和108.7 s.结果表明,该合金与其它工艺下的样品相比,吸氢量最大,放氢后物相结构最稳定,吸热峰顶所对应的温度最低,吸放氢速度最快.     

Influence of substituting Ni with Co on hydriding and dehydriding kinetics of melt spun nanocrystalline and amorphous Mg2Ni-type alloys

In order to improve the hydriding and dehydriding kinetics of the Mg₂Ni-type alloys, Ni in the alloy is substituted by element Co. The nanocrystalline and amorphous Mg₂Ni-type Mg₂Ni_1−x Co _x (x=0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4) alloys were synthesized by melt-spinning technique. The structures of the as-cast and spun alloys were studied with an X-ray diffractometer (XRD) and a high resolution transmission electronic microscope (HRTEM). An investigation on the thermal stability of the as-spun alloys was carried out with a differential scanning calorimeter (DSC). The hydrogen absorption and desorption kinetics of the alloys were measured with an automatically controlled Sieverts apparatus. The results demonstrate that the substitution of Co for Ni does not alter the major phase of Mg₂Ni but results in the formation of secondary phase MgCo₂. No amorphous phase is detected in the as-spun Co-free alloy, but a certain amount of amorphous phase is clearly found in the as-spun Co-containing alloys. The substitution of Co for Ni exerts a slight influence on the hydriding kinetics of the as-spun alloy. However, it dramatically enhances the dehydriding kinetics of the as-cast and spun alloys. As Co content (x) increases from 0 to 0.4, the hydrogen desorption capacity increases from 0.19% to 1.39% (mass fraction) in 20 min for the as-cast alloy, and from 0.89% to 2.18% (mass fraction) for the as-spun alloy (30 m/s).     

Hydriding and dehydriding kinetics of nanocrystalline and amorphous MgzNi1-xMnx （x=0-0.4） alloys prepared by melt spinning

A partial substitution of Ni by Mn was implemented in order to improve the hydriding and dehydriding kinetics of the Mg2Ni-type alloys.The nanocrystalline and amorphous Mg2Ni-type Mg2Ni1-xMnx(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4) alloys were synthesized by the melt-spinning technique.The structures of the as-cast and spun alloys were studied by X-ray diffractometry(XRD),scanning electron microscopy(SEM) and high resolution transmission electron microscopy(HRTEM).The hydrogen absorption and desorption kinetics of the alloys ...     

置氢TC4钛合金等温锻造叶片组织演变规律

为了降低钛合金叶片的锻造温度和改善其组织性能,基于氢致钛合金高温增塑机理,将热氢处理技术应用于钛合金叶片的等温锻造成形工艺中.观察和对比分析了未置氢TC4钛合金和置氢TC4钛合金叶片等温锻造后的组织以及真空除氢热处理和普通热处理工艺下的组织演变.实验结果表明:置氢降低了TC4钛合金叶片的等温锻造载荷,除氢热处理后组织得到改善,获得了含有细小、等轴α晶粒的双态组织.确定了置氢量为0.25%(质量分数)的TC4钛合金适宜的热处理工艺为:锻后在750℃真空脱氢保温5h,900℃退火1h后再450℃时效4h.     

Effect of melt spinning on gaseous hydrogen storage characteristics of nanocrystalline and amorphous Nd-added Mg_2Ni-type alloys

Nanocrystalline and amorphous Mg-Nd-Ni-Cu quaternary alloys with a composition of(Mg_(24)Ni_(10)Cu_2)_(100-x)Nd_x(x=0, 5, 10, 15, 20) were prepared by melt spinning technology and their structures as well as gaseous hydrogen storage characteristics were investigated. The XRD, TEM and SEM linked with EDS detections reveal that the as-spun Nd-free alloy holds an entire nanocrystalline structure but a nanocrystalline and amorphous structure for the as-spun Nd-added alloy, implying that the addition of Nd facilitates the glass forming in the Mg_2Ni-type alloy. Furthermore, the degree of amorphization of the as-spun Nd-added alloy and thermal stability of the amorphous structure clearly increase with the spinning rate rising. The melt spinning ameliorates the hydriding and dehydriding kinetics of the alloys dramatically. Specially, the rising of the spinning rate from 0(the as-cast was defined as the spinning rate of 0 m/s) to 40 m/s brings on the hydrogen absorption saturation ratio(R_5~a)(a ratio of the hydrogen absorption quantity in 5 min to the saturated hydrogen absorption capacity) increasing from 36.9% to 91.5% and the hydrogen desorption ratio(R_(1 0)~d)(a ratio of the hydrogen desorption quantity in 10 min to the saturated hydrogen absorption capacity) rising from 16.4% to 47.7% for the(x=10) alloy, respectively.     

变质Al-x Mg2 Si合金中超细初生Mg2 Si的制备

在未变质Al-xMg2 Si合金中,随着Mg\Si含量从18wt.％降低到14wt.％,初生Mg2 Si晶粒尺寸发生明显细化,由～30μm减小到～10μm;当合金中Mg\Si的含量降低到12wt.％,初生Mg2 Si相完全消失,其金相组织为单一共晶相组成.对Al-xMg2 Si合金进行0.5wt.％Ca-Sb复合变质处...     

球磨参数及Ni比例对Mg2Ni合金储氢性能影响研究

采用中频感应炉熔炼出铸态Mg2 Ni合金,将Mg2Ni合金与一定量的Ni粉进行混合球磨处理.系统研究在不同Ni粉添加量及球磨时间等条件下所得合金样品的结构及储氢性能.研究表明,随着Ni含量的增大及球磨时间的延长,合金的非晶纳米晶结构逐渐增多;合金的最大放电容量及循环稳定性得到明显提升;合金的表面催化活性及合金体相内的H传输能力都有了显著提高.Ni粉的作用主要在于可促进合金非晶化,同时对合金的放氢过程起到了催化的作用.     

La(Ni,Sn)5+x (x=0～0.35)贮氢合金的晶体结构与电化学性能

系统研究了La(Ni,Sn)_5+x（x=0~0.35) 无Co贮氢合金的化学计量比对其晶体结构及电化学性能的影响.X射线衍射分析仪（XRD）分析表明，上述合金均为单相CaCu₅结构.但在过计量比(x>0)合金的结构中，有部分1a位置元素（La）的原子被沿c轴定向排列的Ni-Ni“哑铃”对所替代，且其替代La原子的分数随x的增大而增多，从而导致合金晶胞的c轴及c/a比值明显增大，晶胞体积有所减小，并显著降低了合金的吸氢体积膨胀率.电化学测试表明，增大x值可使合金的循环稳定性得到显著提高，但也使合金的最大放电容量和高倍率放电性能有所降低.研究发现，由于合金的化学计量比增大会使其结构中含有较多的Ni-Ni“哑铃”对，合金的抗吸氢粉化能力得到了明显的改善，从而使合金在充放电过程中的反应比表面积有所减小、腐蚀速率得到抑制、循环稳定性得到显著提高.但合金反应比表面积的减小也导致了电极反应的速率的减小，从而使其高倍率放电性能有所降低.     

金属氢化物的吸附性能和活性炭贮氢的可行性

目前迫切需要解决氢能在输送和存储上的困难。碳材料吸附和金属氢化物吸附储氢都是经济可行的储氢手段。通过所建立的同心圆柱体物理模型,可以计算金属氢化物脱附和吸附反应锋面的瞬时位置,以及反应的热流量和氢气流量。模拟结果证明,氢气流量和热流量对时间的变化与压力有关,也与热源温度有关;表明合金材料的成分和性能对金属氢化物吸附特性有明显的影响。适当地选择村料并加以性能调整,可以提高其性能和效应。从燃料存储系统的重量及其特性看,碳材料吸附储氢比金属氢化物更适合车用。活性炭吸附技术,能够达到吸放氢条件温和、储氢容量大和成本低这三个基本要求。     

新法回收废储氢合金性能的研究

针对废储氢合金粉回收提出一种全新的方法,即提炼和冶炼相结合的方法,并研究提炼后的中间合金及再生新合金的性能.经测试,回收后储氢合金的电化学容量达到282 mAh/g,PCT测试固气吸氢量为1.032%(质量分数),X射线测得主体相为CaCu5型六方结构,但其中含有微量杂质相,这有待于对中间合金的提炼工艺做进一步的研究.总之,利用此种方法得到回收后储氢合金的性能与原合金相近,是一种具有广阔发展前景的回收方法.