本文關(guān)鍵詞：Mg-Ni合金高壓處理對其儲氫性能的影響及機制分析

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【摘要】：Mg基儲氫合金具有儲氫量大、自重輕、資源豐富等優(yōu)點,近年來成為最具發(fā)展?jié)摿Φ膬洳牧现�。然�?由于其具有較高吸/放氫溫度和較差的吸/放動力學性能等缺點,限制了其實際應用范圍。研究發(fā)現(xiàn),高壓可以誘導晶體結(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)量分數(shù))合金。通過光學顯微鏡、X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡以及儲氫性能測試等手段,對合金的相結(jié)構(gòu)和儲氫性能進行了系統(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儲氫性能的影響。對超高壓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)合金可逆儲氫容量和平臺壓是相近的,說明該超高壓處理幾乎不影響Mg-5Ni合金的熱力學性質(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力學。動力學性能的改善是因為均勻的Mg2Ni相分布所產(chǎn)生的相界為氫的擴散提供了更多通道,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)定性是因為超高壓處理后產(chǎn)生的大量均勻的網(wǎng)狀樹枝晶消除了在吸/放氫過程中產(chǎn)生的集中應力。采取超高壓手段制備出含有較高體積分數(shù)的樹枝晶是一種有效的改善Mg基儲氫性能的方法。
【關(guān)鍵詞】：Mg基儲氫合金 微觀組織 鑄態(tài)樣品 超高壓
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG139.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 氫能開發(fā)和意義10-12
• 1.2 儲氫材料的開發(fā)現(xiàn)狀12
• 1.3 金屬氫化物的種類12-14
• 1.3.1 AB_5型儲氫材料13
• 1.3.2 AB_2型儲氫材料13-14
• 1.3.3 A_2B儲氫材料14
• 1.3.4 釩基固溶體合金14
• 1.4 金屬氫化物儲氫機理14-16
• 1.5 鎂基儲氫材料的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-20
• 1.5.1 添加催化劑對鎂儲氫性能的影響17-19
• 1.5.2 合金化對鎂儲氫性能的影響19-20
• 1.6 研究思路與研究內(nèi)容20-22
• 第2章 實驗過程與方法22-29
• 2.0 實驗設備、材料及研究路線22-23
• 2.1 合金樣品的制備23-25
• 2.1.1 合金鑄造設備和方法23-24
• 2.1.2 高壓實驗設備和方法24-25
• 2.2 顯微組織檢測25-26
• 2.2.1 光學金相分析25-26
• 2.2.2 X射線衍射分析26
• 2.2.3 掃描分析26
• 2.3 儲氫性能測試26-29
• 2.3.1 儲氫性能測試儀26-27
• 2.3.2 活化處理27
• 2.3.3 TPD性能測試27-28
• 2.3.4 PCT性能測試28
• 2.3.5 吸/放氫速率測試28-29
• 第3章 實驗數(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 儲氫性能及其機制分析34-41
• 3.2.1 動力學性能34-40
• 3.2.2 熱力學性能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49-54
• 攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果54-55
• 致謝55

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1 陳偉;羅剛;熊良銀;陳德敏;劉實;楊柯;;長期熱致吸放氫循環(huán)對載鈀硅藻土儲氫性能的影響[J];材料研究學報;2011年03期

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3 徐樓;楊敬葵;李壽權(quán);葛紅衛(wèi);王新華;;LiAlH_4/2LiNH_2復合體系的儲氫性能[J];稀有金屬材料與工程;2012年05期

4 王新智;李智;王小芳;董發(fā)昕;王惠;;鐵粉為原料催化改性鐵氧化物的儲氫性能[J];化學學報;2008年04期

5 敖鳴 ,吳京 ,王啟東;多元鎂基合金的儲氫性能及機理[J];浙江大學學報;1984年02期

6 程錦榮,閆紅,陳宇,張立波,趙力,黃德財,唐瑞華;碳納米管儲氫性能的計算機模擬[J];計算物理;2003年03期

7 高志平;張鋒;姜銀舉;李佩璋;周昱;任江遠;;從廢渣中提取的稀土鎳鈷合金儲氫性能的研究[J];內(nèi)蒙古科技大學學報;2009年03期

8 劉勝林;馬秋花;劉狀壯;鄭雪萍;;Ce~(4+)和Ce~(3+)對NaAlH_4放氫性能的影響(英文)[J];稀有金屬材料與工程;2011年12期

9 吳曉誠;王新華;李壽權(quán);葛紅衛(wèi);陳立新;嚴密;陳長聘;;LiBH_4/Li_3AlH_6復合物的放氫性能與機理[J];稀有金屬材料與工程;2012年08期

10 許成功;;高比表面積活性炭的制備及其儲氫性能的研究進展[J];化學教育;2006年09期

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1 王惠;王小芳;唐世周;張玉麗;;四氧化三鐵的改性及其儲氫性能研究[A];第七屆全國氫能學術(shù)會議論文集[C];2006年

2 王曉燕;趙強;薛建偉;李晉平;;A型和X型分子篩儲氫性能研究[A];第七屆全國氫能學術(shù)會議論文集[C];2006年

3 王曉燕;趙強;薛建偉;李晉平;;A型和X型分子篩儲氫性能研究[A];第七屆全國氫能學術(shù)會議專輯[C];2006年

4 程紹娟;趙強;薛建偉;李晉平;董晉湘;;金屬有機骨架配合物MOF-5的合成及其儲氫研究[A];第七屆全國氫能學術(shù)會議論文集[C];2006年

5 姜訓勇;;TiZrNi準晶電化學儲氫性能研究[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

6 程紹娟;趙強;薛建偉;李晉平;董晉湘;;金屬有機骨架配合物MOF-5的合成及其儲氫研究[A];第七屆全國氫能學術(shù)會議專輯[C];2006年

7 貝雅耀;王新華;楊敬葵;潘洪革;陳立新;李壽權(quán);葛紅衛(wèi);陳長聘;;LiAlH_4/LiNH_2+x mol%(Ti、Fe)復合體系的儲氫性能[A];2008 International Hydrogen Forum Programme and Abstract[C];2008年

8 王秀麗;涂江平;張文魁;高嶸崗;張孝斌;陳長聘;;Mg_2Ni_(1-x)Cr_x+Ni復相合金的制備及電化學儲氫性能[A];中國太陽能學會2001年學術(shù)會議論文摘要集[C];2001年

9 張瑞靜;胡朝浩;呂曼祺;陳德敏;王元明;楊柯;;LaNi_(5-x)Al_x合金電子結(jié)構(gòu)及其儲氫性能的研究[A];第八屆全國核靶技術(shù)學術(shù)交流會論文摘要集[C];2004年

10 歐陽柳章;王輝;鄒進;朱敏;;Mg／MmM_5多層復合薄膜的儲氫性能和顯微結(jié)構(gòu)研究[A];第七屆全國氫能學術(shù)會議專輯[C];2006年

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1 化學資源有效利用國家重點實驗室 韓磊;漢麻桿基活性炭的儲氫性能[N];中國紡織報;2009年

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1 王家盛;金屬硫化物與鈦酸鹽化合物對Mg基材料儲氫性能的影響[D];燕山大學;2015年

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5 張國芳;球磨Mg_2Ni-Ni-RE_xO_y復合材料的儲氫性能研究[D];鋼鐵研究總院;2013年

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10 杭州明;Ti-V-Fe系儲氫合金的微觀結(jié)構(gòu)及儲氫性能研究[D];浙江大學;2010年

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1 趙莎莎;缺陷對Mg(BH_4)_2·2NH_3結(jié)構(gòu)和儲氫性能的影響[D];河北師范大學;2015年

2 沈娜;Na_2XO_4(X=Cr、Mo、W)對MgH_2相結(jié)構(gòu)及儲氫性能的研究[D];燕山大學;2015年

3 段若明;CaMg_2基合金儲氫性能及氫化物水解特性[D];華南理工大學;2015年

4 武媛方;合金化對V-Fe系合金儲氫性能的影響[D];北京有色金屬研究總院;2015年

5 唐平;NbTiZrV(Hf)合金組織與儲氫性能[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

6 劉松;Mg-Li合金制備與儲氫性能的研究[D];廣西大學;2015年

7 劉新;Na-N-B-H和Na-Ca-B-H復合體系的制備及放氫性能研究[D];北京理工大學;2015年

8 潘銀成;納米結(jié)構(gòu)塊體鎂及鎂—金屬氧化物復合粉體制備與儲氫性能研究[D];上海交通大學;2015年

9 謝上川;ErNi_3化合物的晶體結(jié)構(gòu)和儲氫性能[D];安徽工業(yè)大學;2014年

10 張江波;鎂銀合金儲氫性能研究[D];安徽工業(yè)大學;2014年

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本文編號：728010