【摘 要】
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活性铝合金块体材料以能量载体形式,可以在水解条件下呈现出多样化的释氢特性,被视为一种极具应用潜力的在线供氢材料。本文针对低熔点相活化富铝合金的产氢特性,考察Al含量高达90 wt%及以上的合金中成分设计对合金物相、微观结构、组分分布及热效应温度等若干可调性质的影响机制及其对水解释氢性能的作用规律,目标是开发出具有高能量转化率和平稳释氢速率特性的高能量密度铝合金块体制氢材料。（1）通过成分设计得到I
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活性铝合金块体材料以能量载体形式,可以在水解条件下呈现出多样化的释氢特性,被视为一种极具应用潜力的在线供氢材料。本文针对低熔点相活化富铝合金的产氢特性,考察Al含量高达90 wt%及以上的合金中成分设计对合金物相、微观结构、组分分布及热效应温度等若干可调性质的影响机制及其对水解释氢性能的作用规律,目标是开发出具有高能量转化率和平稳释氢速率特性的高能量密度铝合金块体制氢材料。（1）通过成分设计得到In单质与In3Sn金属间化合物共存的Al-Ga-In-（Sn）合金,考察了In单质对晶界相（GB相）颗粒形貌诱导转变过程的影响机制及其对相应水解释氢特性的调控作用,实现了通过组分和颗粒形貌变化对90Al-Ga-In3Sn合金高释氢速率的降低,促进释氢速率趋于平稳。（2）在90Al-Ga-In3Sn中引入金属Mg以获得具有高释氢率和可控释氢速率的优选Al-Ga-In3Sn-Mg合金制氢材料。通过探究Mg掺杂含量对合金物相组成、GB相颗粒形貌转变、低熔点金属元素的分布规律及其对合金材料电化学性能的影响,明确了合金的活化机理及水解释氢性能的调控机制。（3）通过低熔点金属Bi在90Al-Ga-In Sn4合金材料中的掺杂,打破90Al-Ga-In Sn4合金的水解反应屏障,开发可高效、平稳释氢的活性Al-Ga-In Sn4基合金材料。Bi在合金中的引入导致In Bi金属间化合物的形成,这一方面促进了合金中GB相颗粒的等轴化生长以及Al晶粒的细化,另一方面有效地降低了GB相颗粒在Al-H2O反应过程中的热效应温度,实现了Al-H2O反应的持续进行。（4）通过调变合金中的In/Sn比例制备95Al-Ga-In-Sn高铝合金。研究In/Sn比例变化引起的低熔点金属元素Ga再分布及GB相颗粒形貌转变对高铝合金的活化过程及相应Al-H2O反应释氢特性的影响机制,从而进一步明确高铝合金的活化机制,并合理解释合金水解释氢性能的差异性。
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