在金属氢化物贮氢材料中,镁基贮氢合金因其高的理论贮氢容量而备受各国研究人员的关注。近期,研究工作者们通过合金化、表面改性、添加催化剂和制备纳米颗粒等方法使得镁基贮氢合金的吸放氢动力学性能得到了显著的改善。本文采用真空熔炼法制备了铸态Ce₅Mg_95-xNi_x（x=5,10,15）合金,并从合金化、微观结构改性以及添加催化剂三个方面详细探究了这些处理方法对样品合金的吸放氢动力学性能和热力学性能的影响。本文首先利用真空感应熔炼炉制备了不同Ni含量的铸态Ce₅Mg_95-xNi_x（x=5,10,15）合金,详细探究了样品合金的微观结构及相组成。通过XRD和高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）的分析结果表明,铸态样品合金的主相是CeMg₁₂,第二相是Mg₂Ni。合金吸氢之后主相变为MgH₂,副相为Mg₂NiH₄和CeH_2.73;脱氢之后主相变为Mg,副相为Mg₂Ni和CeH_2.73。随着Ni含量的逐渐增加,铸态样品合金的贮氢容量不断下降,但其吸放氢动力学性能得到了明显的改善。通过计算得出铸态Ce₅Mg_95-xNi_x（x=5、10、15）合金放氢反应活化能分别为77.09 KJ/mol、70.34 KJ/mol、62.96 KJ/mol。同时,研究表明Ni的添加对于合金的热力学性能没有产生明显的改善。综合考虑之后,我们选取Ce₅Mg₈₅Ni₁₀合金进行了不同时间的球磨处理,球磨时间分别设定为5 h、10 h、20 h、30 h。研究表明,在球磨5 h时,球磨态Ce₅Mg₈₅Ni₁₀合金拥有最低的放氢反应活化能。当球磨时间超过5 h时,放氢反应活化能又开始回升,这是因为随着球磨时间的继续增加,样品合金中的纳米晶相会遭到破坏从而演变为非晶相结构,这样就会导致氢原子在合金内部的快速扩散通道减少,从而抑制了球磨合金的放氢反应速率的进一步提升。分别测试了不同球磨时间的PCT曲线,研究结果表明机械球磨处理没有对合金的热力学性能带来明显的改善。通过球磨处理工艺分别制备了Ce₅Mg₈₅Ni₁₀+x wt.%TiF₃（x=1,3,5,7）合金,通过计算得出球磨5 h Ce₅Mg₈₅Ni₁₀+x wt.%TiF₃（x=1,3,5,7）合金的放氢反应活化能分别为61.84 KJ/mol、57.43 KJ/mol、64.46 KJ/mol、73.96 KJ/mol。可以看出,样品合金的放氢活化能随着TiF₃含量的增加呈现出先减小后增加的趋势,其中x=3时样品合金的放氢反应活化能最低,为57.43 KJ/mol。首先,催化剂TiF₃中具有合适电负性的Ti元素会弱化Mg-H键,显著降低放氢反应所必须克服的能垒。同时TiF₃又能为合金内部引入大量的晶界,为氢原子在合金内部的扩散提供通道,从而提升合金的放氢动力学性能。