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本文系统研究了富镁、低镁两类储氢合金的非晶形成能力及其储氢电化学性能。主要研究工作包括: 1、利用熔铸、浇铸及甩带快冷方法制备了富镁Mg70(Ni3La)30合金,发现随着冷却速率增大,晶粒细化明显。甩带快冷制备的Mg70(Ni3La)30非晶合金在573K温度下发生晶化转变,非晶相转变为Mg2Ni和La2Mg17晶体相。性能测试结果表明,甩带快冷制备的Mg70(Ni3La)30非晶合金在623K具有良好的储氢性能,浇注和熔铸制备合金的性能要差些,这和非晶合金在吸/放氢过程中发生晶化、而导致的微结构改变有关(晶粒细化等)。镁在碱液中极易被腐蚀,故富镁储氢合金的循环稳定性差。 2、玻璃形成能力( GFA)是判断合金非晶态结构形成的重要指标,对储氢合金设计具有重要意义。利用甩带快冷技术制备了Mg70(Ni3RE)30(RE=La, Ce, Pr, Nd, Y)非晶合金条带,通过差示扫描量热技术(DSC)表征了合金条带的非晶结构转变及其热稳定性。从原子尺度,对合金的原子尺寸参数(δ)、电负性差(x)以及原子结构参数(λ)进行了计算和分析。实验数据和理论分析结果表明:RE=Pr时,相应合金的玻璃形成能力最大, RE=Y的最小,其大小次序为:Mg70(Ni3Pr)30>Mg70(Ni3la)30>Mg70(Ni3Ce)30>Mg70(Ni3Nd)30>Mg70(Ni3Y)30,影响Mg70(Ni3RE)3非晶合金玻璃形成能力的主要因素是电负性差,原子尺寸参数和原子结构参数的作用次之。 3、Mg70(Ni3La)30合金的非晶形成能力、动力学性能以及吸氢动力学优于Mg70(Ni3.5 La)30合金。晶化起始温度Tx的表观激活能和频率因子越小,玻璃转变处Lasocka关系的B值越大,玻璃形成能力越强。稀土La含量对Mg-Ni-La合金的非晶形成能力和储氢性能有重要作用。Co元素部分替代La制备的Mg60Ni30La10与Mg60Ni30La6Co4合金,非晶形成能力和动力学性能均有明显提高。 4、低镁合金的主要研究工作包括:研究了不同甩带速度条件下制备的低镁合金(Mg20Ni80、La0.2Mg0.8Ni4以及LaMgNi4-x Co0.4(x=0,0.4))合金的微结构以及电化学性能。研究结果表明,MgNi2、LaMgNi4及La0.2Mg0.8Ni2合金相在10-30m/s甩带条件下得不到非晶,说明非晶样品的制备需要满足一定的热力学条件,但在甩带速率在20m/s以上时,MgNi2、LaMgNi4、 LaMgNi3.6Co0.4能得到单相衍射峰,这为Mg基合金制备提供了实验基础,但合金的电化学性能并不理想,有待进一步研究。