快淬纳米晶Mg2Ni型合金的气态及电化学贮氢动力学研究

稀有金属材料与工程, 2012, 41(9): 1516-1521.

快淬纳米晶Mg2Ni型合金的气态及电化学贮氢动力学研究

张羊换 ^1, , 任慧平 ^2, , 侯忠辉 ^3, , 张国芳 ^4, , 李霞 ^5, , 王新林 ^6,

1.内蒙古科技大学内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室,内蒙古包头014010;钢铁研究总院功能材料研究所,北京100081

2.内蒙古科技大学内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室,内蒙古包头014010

3.内蒙古科技大学内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室,内蒙古包头014010

4.内蒙古科技大学内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室,内蒙古包头014010;钢铁研究总院功能材料研究所,北京100081

5.内蒙古科技大学内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室,内蒙古包头014010;钢铁研究总院功能材料研究所,北京100081

6.钢铁研究总院功能材料研究所,北京100081

基金项目: National Natural Science Foundations of China(50871050 and 50961001) High Education Science Research Project of Inner Mongolia,China(NJzy08071) Natural Science Foundation of Inner Mongolia,China(2010ZD05)

关键词： Mg2Ni型合金 , 快淬 , Cu替代Ni , 贮氢动力学

Investigation on Gaseous and Electrochemical Hydrogen Storage Kinetics of As-Quenched Nanocrystalline Mg2Ni-type Alloys

Zhang Yanghuan ^1, , Ren Huiping ^2, , Hou Zhonghui ^3, , Zhang Guofang ^4, , Li Xia ^5, , Wang Xinlin ^6,

1.内蒙古科技大学内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室,内蒙古包头014010;钢铁研究总院功能材料研究所,北京100081

2.内蒙古科技大学内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室,内蒙古包头014010

3.内蒙古科技大学内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室,内蒙古包头014010

4.内蒙古科技大学内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室,内蒙古包头014010;钢铁研究总院功能材料研究所,北京100081

5.内蒙古科技大学内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室,内蒙古包头014010;钢铁研究总院功能材料研究所,北京100081

6.钢铁研究总院功能材料研究所,北京100081

Keywords： Mg2Ni-type alloy , rapid quenching , substituting Ni with Cu , hydrogen storage kinetics

为了改善Mg2Ni型合金气态及电化学贮氢动力学性能,用Cu部分替代合金中的Ni,用快淬技术制备Mg2Ni1-xCux(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)合金,用XRD、SEM、HRTEM分析铸态及快淬态合金的微观结构；用自动控制的Sieverts设备测试合金的气态贮氢动力学性能,用程控电池测试仪测试合金的电化学贮氢动力学.结果表明,所有快淬态合金均具有纳米晶结构,无非晶相形成.Cu替代Ni不改变合金的主相Mg2Ni,但使合金的晶粒显著细化.快淬处理及Cu替代均显著地提高合金的气态及电化学贮氢动力学性能.当淬速从0m/s(铸态被定义为淬速0 m/s)增加到30 m/s时,Mg2Ni0.8Cu0.3合金在5 min内的吸氢饱和率从57.2％增加到92.87％,20 min的放氢率从21.6％增加到49.6％,高倍率放电能力(HRD)从40.6％增加到73.1％,氢扩散系数(D)从1.02×10-11 cm2/s增加到4.08×10 -11 cm2/s,极限电流密度(IL)从113.0 mA/g增加到715.3 mA/g.

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