【摘 要】
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AB5型储氢合金是用于氢能储存、运输的重要材料,不同元素组成对合金储氢性能的影响需要进一步明确。本文以La Ni5基储氢合金为研究对象,以多元合金为技术路线,研究了（La Ce Ca）1（Ni Mn Al）5系列和La0.4Ce0.4-xYxCa0.2Ni4.9Mn0.1（x=0-0.4）系列合金,并对上述合金的晶体结构和储氢性能进行了系统研究。该项研究希望可以为开发多元化AB5型储氢合金提供科学
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AB5型储氢合金是用于氢能储存、运输的重要材料,不同元素组成对合金储氢性能的影响需要进一步明确。本文以La Ni5基储氢合金为研究对象,以多元合金为技术路线,研究了（La Ce Ca）1（Ni Mn Al）5系列和La0.4Ce0.4-xYxCa0.2Ni4.9Mn0.1（x=0-0.4）系列合金,并对上述合金的晶体结构和储氢性能进行了系统研究。该项研究希望可以为开发多元化AB5型储氢合金提供科学依据和技术支持。（La Ce Ca）1（Ni Mn Al）5系列合金是通过以Ce、Ca、Mn和Al的替代量为变量,在[0-0.45]的区间内利用均匀设计法设计10个组分,再用Al元素全部替代设计组分中无Al合金中的Mn元素得到的。X射线衍射分析（XRD）结果表明,所有合金均为La Ni5单相,Ca Cu5型晶体结构。晶胞体积和氢化物生成焓|-ΔHabs|均随着Ce含量的增加而减小,随Ca、Mn、Al含量的增加而增大。合金的吸氢速率会随着Ca、Mn、Al含量的增加而加快,Mn的效果更加明显;合金吸/放氢平台压力随Ce含量的增加而升高,随Ca、Mn和Al含量的增加而下降;Al元素能明显降低滞后和储氢量,且抗粉化能力强。择优选出综合储氢性能最好的合金La0.4Ce0.4Ca0.2Ni4.9Mn0.1,其晶胞体积、氢化物生成焓、平台斜率均为最小,有效储氢量、吸/放氢平台压力最大,在吸/放氢循环时,前5周容量下降明显,前10周的PCT曲线的吸氢平台压、斜率和滞后小幅度增大,30周循环后,容量保持率仍在97%以上。La0.4Ce0.4-xYxCa0.2Ni4.9Mn0.1（x=0-0.4）系列合金的设计思路是以La0.4Ce0.4Ca0.2Ni4.9Mn0.1为基础,利用Y部分替代Ce。XRD结果表明,所得合金均为La Ni5单相,Ca Cu5型晶体结构。随着Y含量的增加,晶胞参数c值和晶胞体积V均小幅度减小;合金的储氢量和滞后减小,吸/放氢平台压和平台斜率升高。
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