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具有部分或全部非晶结构的镁基储氢合金,储氢容量高,吸放氢动力学性能好。本文在详细研究了镁基储氢合金的基础上,选择了具有高非晶形成能力的Mg60La16.4Ni23.6合金和非晶态的Mg1.75Al0.25Ni合金作为研究对象。Mg-La-Ni合金和非晶Mg-Al-Ni合金的制备分别采用了悬浮感应熔炼+球磨法和机械合金化法。采用DSC、XRD、SEM、EDS分析了Mg-La-Ni和Mg-Al-Ni合金的微观组织结构,并研究了Mg-La-Ni合金的气态和电化学储氢性能以及非晶Mg-Al-Ni对高氯酸铵(AP)热分解的催化效应。本文的研究发现: (1) Mg-La-Ni合金由多相组成,主要组成相为LaMg2Ni、Mg17La2和Mg2Ni,随着球磨时间的延长Mg-La-Ni合金晶粒不断细化,晶体内部缺陷密度和非晶无序结构不断增加,球磨10到100小时样品的颗粒直径范围在2~20μm。 (2) Mg-La-Ni合金在473K和313K的温度下吸氢量分别达到3.12wt%和1.7wt%。相同温度下,吸氢速率随着球磨时间的增加而提高。在473K的温度下,球磨100h的样品可以在50s内完全吸氢。合金具有很好的放氢性能,球磨后的样品在523K下10min内可以完全放氢,放氢量2.0wt%。经过不同球磨时间后,合金吸放氢P-C-T曲线上只出现一个平台压,吸氢平台压为0.15MPa,放氢平台压为0.05MPa。 (3)不同球磨时间的Mg-La-Ni合金具有相似的耐腐蚀性能,耐腐蚀性能随球磨时间有微小的变化,球磨时间越长,腐蚀电位越低。Mg-La-Ni合金在室温下循环充放电3次即可完全活化,达到最大放电容量36.4mAh/g。该合金电极经过20次循环充放电后,容量最高保持率为40%。 (4)非晶Mg-Al-Ni对高氯酸铵(AP)的热分解有很好的催化效应。加入Mg-Al-Ni后AP的高温分解温度降低,表观分解热显著增加,分解速率加快。分析其催化机理是:非晶合金的晶化,细小的合金颗粒及合金表面缺陷的催化作用,Mg、Al、Ni以及合金释放出的H2等与AP的分解产物发生反应,这些因素的存在催化了AP的热分解过程。