鎂基合金薄膜的微觀結構與儲氫性能.pdf

1、該文首先綜述了儲氫合金的發(fā)展歷史、研究與應用現狀,指出了Mg基儲氫合金研究的重要意義及其所面臨的問題.為解決Mg基儲氫合金存在的動力學性能差和工作溫度高這兩個關鍵問題,提出了制備Mg基儲氫合金薄膜及其多層復合薄膜(Mg,Mg-Ni,Mg/MmNi<,3>,Mg/MmM<,5>,Mg-Ni/MmM<,5>)并研究其儲氫性能的研究思想.該文研究采用熱蒸發(fā)法和磁控濺射法制備了一系列的Mg基合金薄膜及其多層膜;運用掃描電鏡(SEM)、X射線衍射

2、(XRD)、透射電子顯微術(TEM)和高分辨分析電子顯微術(HRTEM)、差示掃描量熱分析(DSC)等手段,研究了薄膜的微觀結構及其在吸/放氫過程中的結構變化;測試了薄膜的壓力-組成-溫度(PCI)曲線、吸氫動力學性能及電極性能.通過上述研究深入分析了薄膜的微觀結構與其儲氫性能之間的關系.運用TEM和HRTEM研究了磁控濺射法制備的Mg/MmM<,5>多層膜的精細結構.結果發(fā)現,Mg層和MmM<,5>層的結構與襯底的溫度和薄膜材料本身的

3、性質有密切關系.采用磁控濺射法制備了MmM<,5>/Mg<,2.88>Ni/MmM<,5>和MmM<,5>/Mg<,1.39>Ni的兩組薄膜.Mg<,2.88>Ni膜層由納米晶Mg<,2>Ni和細晶Mg構成,Mg<,1.39>Ni膜層由納米晶Mg<,2>Ni和非晶相組成.采用熱蒸發(fā)法制備了一系列不同成分和結構的Mg-Ni系合金薄膜,薄膜中Mg和Mg<,2>Ni的儲氫性能有明顯改善.Mg<,51>Ni<,49>薄膜電極的首次放電容量可達4