张健
,
孙立芹
,
毛聪
,
龙春光
,
陈荐
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.22.021
镁氢化物(MgH2)解氢温度偏高是目前制约其实际应用的主要瓶颈.采用机械球磨方法制备了MgH2、MgH2-10％Ni、MgH2-10％Ti、MgH2-15％Ni-5 ％Ti(质量分数)四种不同储氢体系,借助XRD、SEM、DSC等检测手段表征了不同体系的组织结构与解氢性能,并就Ni、Ti单独与复合掺杂对MgH2解氢性能的影响机理进行了分析.结果表明:Ni、Ti单独掺杂时,较纯MgH2球磨体系而言,MgH2颗粒与晶粒尺寸减小且均匀,颗粒团聚现象缓解,初始解氢温度明显降低,其原因在于少量Ni、Ti原子固溶于MgH2基体,导致其晶格变形、结构稳定性降低,其中,Ni的固溶效果尤为明显;而Ni、Ti复合掺杂时,由于球磨过程中NiTi新相的出现,导致MgH2颗粒与晶粒细化效果较单独掺杂时有所减弱,然而球磨体系的初始解氢温度较单独掺杂时却进一步降低,实现了Ni、Ti两种元素的协同固溶效应.
关键词:
镁氢化物
,
过渡金属
,
掺杂
,
组织结构
,
解氢性能
孙立芹
,
张健
,
周益春
稀有金属材料与工程
采用高能球磨技术制备了MgH2、MgH2-Graphene、MgH2-Ni、MgH2-Graphene-Ni几种不同储氢体系,采用XRD、SEM、DSC等检测手段表征了不同体系的物相组成、微观形貌及释氢性能,系统研究了Graphene与Ni单独、复合掺杂对MgH2释氢性能的影响及机理.结果表明:Graphene单独掺杂致使MgH2体系初始释氢温度降低了近33℃,其原因在于球磨过程中Graphene对MgH2颗粒起到结构限域作用,使其颗粒细化且尺寸均匀.Ni单独掺杂致使MgH2体系初始释氢温度大幅度降低,降低了136℃,其原因在于部分Ni原子固溶进MgH2基体,导致其晶格变形、结构稳定性降低.而Graphene与Ni复合掺杂时,其掺杂顺序对MgH2体系释氢性能具有显著影响:当Graphene与Ni同时掺杂时,由于Graphene对MgH2颗粒的包覆缓冲作用,致使Ni原子难以固溶进MgH2基体,体系初始释氢温度并未降低;而先掺杂Ni、后掺杂Graphene时,则很好地实现了Ni原子固溶与Graphene结构限域的双重效应,使得MgH2体系的初始释氢温度进一步降低,降低了175℃.
关键词:
MgH2
,
Graphene
,
Ni
,
掺杂
,
释氢性能
