LaNi4.9Al0.1和LaNi4.7Al0.3氚老化效应的实验研究

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通过对老化料去氘化热力学、动力学及3He释放等研究,评价了氚老化对LaNi4.9Al0.1和LaNi4.7Al0.3贮氢性能的影响。 氚老化使LaNi4.9Al0.1Dx和LaNi4.7Al0.3Dx解吸等温线形貌发生重大改变。与新鲜材料相比,老化1120天后,在373K下,坪台压力都降低了约500%,坪斜分别由0.033和0.068增加到0.130和0.196,两种材料的可逆吸氢容量都减少了约1.3mmol.g-1。老化料去氘化反应热力学焓变△H分别由30.1kJ.mol-1和31.5kJ.mol-1增加到44.5kJ.mol-1和45.8kJ.mol-1。老化LaNi4.9Al0.1(DT)x和LaNi4.7Al0.3(DT)x在热解吸过程中都存在同位素效应,分离系数α随固相氘氚浓度的减小而逐渐增加。 利用建立的氘化物去氘化动力学模型,研究了老化LaNi4.9Al0.1Dx和LaNi4.7Al0.3Dx的去氘化反应动力学。结果表明,去氘化速率常数随老化时间的延长而降低,老化1120天后,去氘化速率常数降低了约100倍,去氘化活化能分别由34.5kJ.mol-1和38.1kJ.mol-1增加到42.5kJ.mol-1和49.9kJ.mol-1,但老化效应不改变反应级数,去氘化反应级数α(由气相氘压力决定)和b(由氘化物中氘浓度决定)分别为0.5和1。 老化料的3He释放规律研究结果表明,LaNi4.9Al0.1(DT)x和LaNi4.7Al0.3(DT)x有较强的固氦能力,老化1120天后,在解吸温度低于673K时,固相中的衰变3He几乎不释放,即使在1000K,仍能滞留98%左右的衰变3He。XRD分析老化LaNi5样品结果表明,合金晶体结构的变化主要是滞留3He引起的,氦效应随晶格方向而变化。 以上研究表明,引起氚老化效应的主要原因是合金晶格中滞留的衰变3He引起的。
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