鎂鋁系儲氫合金的制備及改性研究.pdf

1、鎂鋁系儲氫合金的制備及改性研究重慶大學碩士學位論文（學術學位）學生姓名：吳沖指導教師：陳玉安教授專業(yè)：材料科學與工程學科門類：工學重慶大學材料科學與工程學院二O一四年五月重慶大學碩士學位論文中文摘要I摘要MgAl系儲氫合金中的Mg和Al都是儲量豐富，價格低廉的元素，由這兩種組元組成的Mg17Al12合金具有較高的儲氫量，其理論儲氫容量為4.4wt%。但是其較低的吸放氫性能制約了它的實際應用。本文通過機械合金化和微波燒結工藝制備合金并對合

2、金進行改性研究。本文通過機械合金化法制備Mg17Al12x%Mg(x=1020304050)合金。制備工藝為：氬氣保護，不銹鋼罐，轉速600rpm，球料比20：1，制備時間12小時，每隔兩個小時將合金置于充滿氬氣的手套箱中進行破碎處理以緩解合金的粘結現(xiàn)象。并用同樣的工藝制備Mg17Al12x%Cu（x=1，5，10，15）和Mg17Al12x%Ni（x=1，5，10，15）合金。對制備的Mg17Al12x%Mg(x=1020304050

3、)合金進行物相分析發(fā)現(xiàn)，Mg17Al1210%Mg的合金僅由Mg17Al12組成，其余合金則由Mg17Al12和Mg組成。對制備的Mg17Al12x%Cu（x=1，5，10，15）和Mg17Al12x%Ni（x=1，5，10，15）合金進行物相分析和儲氫性能分析發(fā)現(xiàn)。兩類合金中均有很多中間相生成，Mg17Al12x%Cu（x=1，5，10，15）合金中主要有Mg32Al47Cu7、Al6CuMg4和Al7Cu3Mg6等相，Mg17Al1

4、2x%Ni（x=1，5，10，15）合金中主要有Al3Ni和Al4Ni3等相生成。這些相的存在消耗了反應物，對吸放氫性能產(chǎn)生了不同程度的影響。在采用機械合金化法制備的Mg17Al12x%Cu（x=1，5，10，15）系列合金中，添加的Cu以單質形式對合金起到了主要的改性作用。當Cu添加量為5%時，合金具有最好的吸放氫性能，吸氫量為3.89wt%，放氫率為80.46%，從1.4MPa開始出現(xiàn)大量放氫現(xiàn)象。在采用機械合金化法制備的Mg17A

5、l12x%Ni（x=1，5，10，15）系列合金中，添加的Ni以Al3Ni形式對合金起到了主要的改性作用。當Ni添加量為5%時，合金具有最好的吸放氫性能，吸氫量為3.14wt%，放氫率為96.50%，放氫平臺在1.5MPa左右。采用微波燒結法制備不同工藝條件下的Mg17Al12合金，測試吸放氫性能的結果顯示，微波燒結爐功率為4kw，燒結時間為30min時，合金能夠獲得最好的性能，在350℃下吸氫90min，吸氫量達到3.83wt%，放氫