鑄態(tài)及球磨態(tài)合金la2xcexmg16ni(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)儲(chǔ)氫性能研究

1、 碩士學(xué)位論文 碩士學(xué)位論文 論文題目 論文題目：鑄態(tài)及球磨態(tài)合金 La2-xCexMg16Ni (x = 0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4)儲(chǔ)氫性能研究 英文題目 英文題目：The investigation on the hydrogen storage performance of the as-cast and as-milled La2-xCexMg16Ni (x = 0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4) 學(xué)

2、 位 類 學(xué) 位 類 別： 工程碩士 研 究 生 姓 研 究 生 姓 名： 李鵬欣 學(xué)號(hào) 學(xué)號(hào)：2013022332 學(xué)科 學(xué)科(領(lǐng)域 領(lǐng)域)名稱 名稱： 材料工程 指 導(dǎo) 教 指 導(dǎo) 教 師： 張羊換 職稱 職稱： 教授 協(xié)助指導(dǎo)教 協(xié)助指導(dǎo)教師： 職稱： 職稱： 2015 年 6 月 3 日 分類號(hào)： 分類號(hào)： TG139.7 TG139.7 密

3、 級(jí)： 級(jí)： 公開 公開 U D C ： 學(xué)校代碼： 學(xué)校代碼： 10127 10127 內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文 I 摘 要 鎂，資源豐富、質(zhì)量輕、儲(chǔ)氫量大、電化學(xué)比容量高、價(jià)格低廉和對(duì)環(huán)境友好等眾多優(yōu)點(diǎn)， 所以鎂基貯氫材料被認(rèn)為是最理想的的貯氫材料之一， 而被國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者廣泛的研究。 在眾多鎂基儲(chǔ)氫材料中 La2Mg17 儲(chǔ)氫合金的儲(chǔ)氫量和電化學(xué)比容量都位列前茅，但是 La2Mg17 有著較差的吸放氫動(dòng)力學(xué)

4、以及較高的氫化物穩(wěn)定性，而金屬鎳具有很好的催化活性，本文采用感應(yīng)熔煉法用 Ni 部分替代 Mg 形成 La2Mg16Ni 儲(chǔ)氫合金， 并用稀土Ce部分替代 La2Mg16Ni 合金中的 La， 制備 La2-xCexMg16Ni (x = 0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4)鑄態(tài)儲(chǔ)氫合金， 對(duì)鑄態(tài)的儲(chǔ)氫合金加入一定比例的鎳粉進(jìn)行機(jī)械合金化制備出球磨態(tài)合金。 對(duì)鑄態(tài)和球磨態(tài)的合金進(jìn)行不同溫度下氣態(tài)吸放氫動(dòng)力學(xué)、 電化學(xué)以及電化學(xué)儲(chǔ)

5、氫動(dòng)力學(xué)的研究，采用了 XRD 和 TEM 技術(shù)分析了吸氫前后的結(jié)構(gòu)的變化。并分析了鑄態(tài)和球磨態(tài) La2Mg16Ni 合金用元素 Ce 替代前后的性能的優(yōu)劣以及隨著替代量的變化性能的變化。 經(jīng)過研究表明，鑄態(tài)的儲(chǔ)氫合金在 573 K 溫度下需要七次吸放循環(huán)才能完全活化，時(shí)間長(zhǎng)達(dá) 24 小時(shí)，加 100%Ni 球磨后則一次吸氫就能完全活化，時(shí)間平均為 1小時(shí)，而添加 200%Ni 后也是第一次就能完全活化，且吸放氫速率比添加 100% N

6、i的更快， 平均 30 分鐘即可達(dá)到飽和吸氫。 隨著鈰替代量的增加氣態(tài)吸放氫速率增加，作出不同溫度下的吸放氫曲線， 經(jīng)過計(jì)算得出隨著鈰替代量的增加樣品的吸氫和放氫的活化能均減少。在添加 200%Ni 球磨 20 h，合金 La2-xCexMg16Ni (x = 0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4)電化學(xué)最大放電容量分別為：922.6 mAh/g、922.2 mAh/g、914.1 mAh/g、872.5 mAh/g、782.5

7、mAh/g，電容量隨著 Ce 替代量的增加而增加。對(duì)于高倍率而言隨著替代量的增加，高倍率放電能力也逐漸減少，對(duì)于電化學(xué)動(dòng)力學(xué)，交流阻抗隨著鈰替代量的增加，阻值也增加，其反應(yīng)焓也增加。動(dòng)電位極化的極限電流密度和氫擴(kuò)散能力與高倍率相同也是隨著 Ce 替代量的增加而減少。 通過元素替代使合金的相增多，造成晶格畸變，促進(jìn)合金粉化。在一定范圍內(nèi)，替代量越多， 合金的晶格畸變?cè)絿?yán)重越有益于合金吸放氫。 進(jìn)行機(jī)械球磨可使晶粒細(xì)化、非晶和納米晶化。晶粒