本文關(guān)鍵詞：Mg-Ni合金高壓處理對(duì)其儲(chǔ)氫性能的影響及機(jī)制分析

  更多相關(guān)文章： Mg基儲(chǔ)氫合金 微觀組織 鑄態(tài)樣品 超高壓

【摘要】：Mg基儲(chǔ)氫合金具有儲(chǔ)氫量大、自重輕、資源豐富等優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)成為最具發(fā)展?jié)摿Φ膬?chǔ)氫材料之一。然而,由于其具有較高吸/放氫溫度和較差的吸/放動(dòng)力學(xué)性能等缺點(diǎn),限制了其實(shí)際應(yīng)用范圍。研究發(fā)現(xiàn),高壓可以誘導(dǎo)晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生相轉(zhuǎn)變并且形成具有新的組織結(jié)構(gòu)的材料。本文根據(jù)Mg-Ni二元合金相圖,采用真空感應(yīng)熔煉技術(shù)和超高壓處理技術(shù)制備了Mg-5Ni(wt.%,后面給出的所有都為質(zhì)量分?jǐn)?shù))合金。通過(guò)光學(xué)顯微鏡、X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡以及儲(chǔ)氫性能測(cè)試等手段,對(duì)合金的相結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)氫性能進(jìn)行了系統(tǒng)地研究,深入探討了Mg-Ni基多相合金相組成以及枝晶組織對(duì)儲(chǔ)氫性能的影響。對(duì)超高壓Mg-5Ni合金的研究表明,常規(guī)鑄態(tài)Mg-5Ni合金由Mg、Mg2Ni相組成,超高壓Mg-5Ni合金包含Mg、Mg2Ni和Mg6Ni相。而且,超高壓1600℃處理下的合金具有比鑄態(tài)合金更為均勻的顯微組織。超高壓Mg-5Ni合金和鑄態(tài)合金可逆儲(chǔ)氫容量和平臺(tái)壓是相近的,說(shuō)明該超高壓處理幾乎不影響Mg-5Ni合金的熱力學(xué)性質(zhì);超高壓1600℃處理的Mg-5Ni合金初始放氫溫度比鑄態(tài)合金低了21℃。此外,超高壓1600℃處理的合金更易活化,循環(huán)吸放氫后結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定,且具有更快的放氫動(dòng)力學(xué)。動(dòng)力學(xué)性能的改善是因?yàn)榫鶆虻腗g2Ni相分布所產(chǎn)生的相界為氫的擴(kuò)散提供了更多通道,而且枝晶內(nèi)部存在大量的{11-20}晶面,給氫原子在晶體內(nèi)部遷移創(chuàng)造了便利的條件。良好的循環(huán)穩(wěn)定性是因?yàn)槌邏禾幚砗螽a(chǎn)生的大量均勻的網(wǎng)狀樹(shù)枝晶消除了在吸/放氫過(guò)程中產(chǎn)生的集中應(yīng)力。采取超高壓手段制備出含有較高體積分?jǐn)?shù)的樹(shù)枝晶是一種有效的改善Mg基儲(chǔ)氫性能的方法。
【關(guān)鍵詞】：Mg基儲(chǔ)氫合金 微觀組織 鑄態(tài)樣品 超高壓
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG139.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 氫能開(kāi)發(fā)和意義10-12
• 1.2 儲(chǔ)氫材料的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀12
• 1.3 金屬氫化物的種類(lèi)12-14
• 1.3.1 AB_5型儲(chǔ)氫材料13
• 1.3.2 AB_2型儲(chǔ)氫材料13-14
• 1.3.3 A_2B儲(chǔ)氫材料14
• 1.3.4 釩基固溶體合金14
• 1.4 金屬氫化物儲(chǔ)氫機(jī)理14-16
• 1.5 鎂基儲(chǔ)氫材料的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-20
• 1.5.1 添加催化劑對(duì)鎂儲(chǔ)氫性能的影響17-19
• 1.5.2 合金化對(duì)鎂儲(chǔ)氫性能的影響19-20
• 1.6 研究思路與研究?jī)?nèi)容20-22
• 第2章 實(shí)驗(yàn)過(guò)程與方法22-29
• 2.0 實(shí)驗(yàn)設(shè)備、材料及研究路線22-23
• 2.1 合金樣品的制備23-25
• 2.1.1 合金鑄造設(shè)備和方法23-24
• 2.1.2 高壓實(shí)驗(yàn)設(shè)備和方法24-25
• 2.2 顯微組織檢測(cè)25-26
• 2.2.1 光學(xué)金相分析25-26
• 2.2.2 X射線衍射分析26
• 2.2.3 掃描分析26
• 2.3 儲(chǔ)氫性能測(cè)試26-29
• 2.3.1 儲(chǔ)氫性能測(cè)試儀26-27
• 2.3.2 活化處理27
• 2.3.3 TPD性能測(cè)試27-28
• 2.3.4 PCT性能測(cè)試28
• 2.3.5 吸/放氫速率測(cè)試28-29
• 第3章 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與分析29-48
• 3.1 微觀組織與相分析29-34
• 3.1.1 光學(xué)分析29-30
• 3.1.2 相組成與含量分析30-32
• 3.1.3 掃描分析32-34
• 3.2 儲(chǔ)氫性能及其機(jī)制分析34-41
• 3.2.1 動(dòng)力學(xué)性能34-40
• 3.2.2 熱力學(xué)性能40-41
• 3.3 結(jié)果討論41-46
• 3.4 本章小結(jié)46-48
• 結(jié)論48-49
• 參考文獻(xiàn)49-54
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果54-55
• 致謝55

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