熔体快淬对纳米晶和非晶Mg2Ni型合金贮氢动力学性能的影响

功能材料, 2011, 42(5): 897-902.

熔体快淬对纳米晶和非晶Mg2Ni型合金贮氢动力学性能的影响

张羊换 ^1, , 李志刚 ^2, , 任慧平 ^3, , 吕科 ^4, , 胡锋 ^5, , 赵栋梁 ^6,

1.钢铁研究总院功能材料研究所,北京,100081;内蒙古科技大学省部共建国家重点实验室培育基地,内蒙古,包头,014010

2.钢铁研究总院功能材料研究所,北京,100081;内蒙古科技大学省部共建国家重点实验室培育基地,内蒙古,包头,014010

3.内蒙古科技大学省部共建国家重点实验室培育基地,内蒙古,包头,014010

4.钢铁研究总院功能材料研究所,北京,100081;内蒙古科技大学省部共建国家重点实验室培育基地,内蒙古,包头,014010

5.钢铁研究总院功能材料研究所,北京,100081;内蒙古科技大学省部共建国家重点实验室培育基地,内蒙古,包头,014010

6.钢铁研究总院功能材料研究所,北京,100081

基金项目: 国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2006AA05Z132) 内蒙古自然科学基金重大资助项目(2010ZD05) 国家自然科学基金(50871050) 内蒙古高等教育科学研究资助项目(NJzy08071)

关键词： Mg2Ni型合金 , 快淬 , Co替代Ni , 贮氢动力学

Influence of melt spinning on hydrogen storage kinetics of nanocrystalline/amorphous Mg2Ni-type alloy

用快淬技术制备了名义成分为Mg2Ni1-xCox(x=0、、0.1、0.2、0.3、0.4)的贮氢合金.获得长度连续,厚度约为30μm,宽度约为25mm的快淬合金薄带.用XRD、HRTEM表征了快淬态合金薄带的微观结构,用自动控制的Sieverts设备测试了合金的吸放氢动力学性能.用程控电池测试仪测定了合金薄带的电化学贮氢动力学.用电化学工作站测试了快淬薄带的交流阻抗谱(EIS)和Tafel极化曲线,测试了电位阶跃后的阳极电流与时间相应曲线,并计算了氢在合金中的扩散系数(D).结果表明,快淬态合金具有纳米晶/非晶结构,且非晶化程度随淬速的增加而增加.此外,快淬处理显著地提高舍金的贮氢动力学,当淬速从0m/s(铸态被定义为淬速0m/s)增加到30m/s时,快淬态(x=0.3)合金在5min内的吸氢饱和率(Ra5)从81.9%增加到94.7%,20min的放氢率(Ra20)从34.9%增加到57.3%,氢扩散系数(D)从7.24×1012cm2/s增加到3.66×10-11cm2/s,极限电流密度(IL)从121.7mA/g增加到880.7mA/g.

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