Mg-AL-Li合金制備及其儲(chǔ)氫性能的研究.pdf

1、本文采用熱處理與現(xiàn)代納米工藝技術(shù)相結(jié)合制備Mg-Al-Li三元體系儲(chǔ)氫合金，并研究制備工藝、催化摻雜等對(duì)Mg-Al-Li三元體系合金儲(chǔ)氫性能的影響。
　　首先，采用不同的熱處理方式(自然冷卻、液氮快冷)并結(jié)合機(jī)械固態(tài)化學(xué)球磨制備Mg5Al3Li2合金，并研究不同制備工藝條件對(duì)Mg5Al3Li2合金儲(chǔ)氫性能影響，研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)熱處理再結(jié)合機(jī)械固態(tài)化學(xué)球磨制備的樣品，合金主要由Mg17Al12相和Mg17Li3組成，而采用機(jī)械固態(tài)化學(xué)球磨

2、直接制備的合金其主要由Mg17Li3相和AlLi相組成。采用自然冷卻+機(jī)械固態(tài)化學(xué)球磨或者液氮快冷+機(jī)械固態(tài)化學(xué)球磨制備工藝并不能改善合金吸放氫熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)性能，反而導(dǎo)致合金氫化量降低;而采用機(jī)械固態(tài)化學(xué)球磨直接制備Mg5Al3Li2合金具有較好的儲(chǔ)氫性能，且隨著球磨時(shí)間的增加，Mg5Al3Li2合金的儲(chǔ)氫性能得到明顯改善，當(dāng)球磨時(shí)間增加到60h后，材料顯示出良好的儲(chǔ)氫特性，若球磨時(shí)間進(jìn)一步增加，反而導(dǎo)致材料儲(chǔ)氫容量減少，吸放氫動(dòng)力學(xué)

3、性能下降。
　　其次，為了研究Al含量和Li含量對(duì)Mg-Al-Li三元體系合金儲(chǔ)氫性能影響，采用機(jī)械固態(tài)化學(xué)球磨制備Mg5AlxLi2(x=2，3，4)和Mg5Al3Lix(x=1，2，3)合金，研究發(fā)現(xiàn)提高Al元素摩爾量可以減少中間產(chǎn)物Mg2Al3的生成，提高M(jìn)g-Al-Li合金氫化動(dòng)力學(xué)性能，促進(jìn)合金完全氫化，初始脫氫溫度由300℃(x=2)降低至280℃(x=4)，提高了合金脫氫動(dòng)力學(xué)與熱力學(xué)性能，并且使脫氫反應(yīng)由兩步反應(yīng)向

4、一步反應(yīng)轉(zhuǎn)變。而在Mg-Al-Li合金中增加Li元素摩爾量，由于Li質(zhì)地較軟，易包覆在Mg-Al顆粒表面，導(dǎo)致合金初始脫氫溫度由285℃(x=1)升高到300℃(x=3)，儲(chǔ)氫容量由3.75wt％(x=1)降至2.23wt％(x=3)，同時(shí)降低合金吸放氫熱力學(xué)性能和動(dòng)力學(xué)性能。
　　再次，以Ti部分替代Mg-Al-Li合金中Al，發(fā)現(xiàn)在氬氣氣氛保護(hù)下采用機(jī)械固態(tài)化學(xué)球磨制備的Mg10Al7-xLi2Tix(x=1，2，3)合金，雖

5、然合金的相成分均由Mg17Li3、Al和Ti組成。但不同Ti含量導(dǎo)致合金氫化反應(yīng)路徑不同，如Mg10Al6Li2Ti合金氫化物的脫氫產(chǎn)物為Mg17Al12，Mg10Al5Li2Ti2合金氫化物的脫氫產(chǎn)物為Mg17Al12和Mg17Li3，Mg10Al4Li2Ti3合金氫化物的脫氫產(chǎn)物為Mg17Li3和Mg2Al3，說明通過改變Ti/Al比例可以調(diào)控合金的氫化反應(yīng)路徑。與Mg5Al3Li合金對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，合金初始?xì)浠瘻囟扔?50℃降低至12