REMg8.35Ni2.18Al0.21(RE=La,Ce,Pr,Nd)合金的相结构和储氢性能

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/本文采用真空感应熔炼的方法制备了具有多相结构的稀土–镁–过渡金属基储氢合金REMg8.35Ni2.18Al0.21(RE=La,Ce,Pr,Nd),研究了不同稀土元素对合金相结构和储氢性能的影响。并向CeMg8.35Ni2.18Al0.21合金中添加TiF3,对合金储氢性能进行进一步的改善。XRD和SEM分析表明,采用真空感应熔炼方法制备的REMg8.35Ni2.18Al0.21(RE=La,Ce,Pr,Nd)合金均具有多相结构,包括Mg2Ni相,(La,Pr,Nd)Mg2Ni相,(La,Ce)2Mg17相,(Ce,Pr,Nd)Mg12相和Ce2Ni7相;合金与氢气反应后,生成MgH2相、MgNiH4相和稀土氢化物相,其中包括LaH3相、CeH2.51相、PrH3相和NdH3相;合金氢化物放氢后生成Mg2Ni相和Mg相,其中稀土氢化物只有CeH2.51相氢放氢生成CeH2.29相。LaMg8.35Ni2.18Al0.21合金可逆储氢量最高;Ce,Pr和Nd取代LaMg8.35Ni2.18Al0.21合金中的La后,合金的可逆性得到明显改善,其中CeMg8.35Ni2.18Al0.21合金具有最好的可逆循环性能。PrMg8.35Ni2.18Al0.21具有最好的吸氢动力学性能,且其氢化物有最高的放氢平台压。CeMg8.35Ni2.18Al0.21合金氢化物的初始放氢温度最低,比LaMg8.35Ni2.18Al0.21合金氢化物的初始放氢温度降低了114.02K,说明CeMg8.35Ni2.18Al0.21合金具有最好的放氢性能。TiF3的加入能提高CeMg8.35Ni2.18Al0.21合金的吸放氢平台且合金样品的放/吸氢比值达到100%,说明TiF3能够改善合金的可逆循环性能;TiF3的加入能够提高CeMg8.35Ni2.18Al0.21合金的吸氢动力学性能和降低CeMg8.35Ni2.18Al0.21合金氢化物的初始放氢温度。
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