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随着能源需求、环保要求、安全要求和生产自动化程度的提高,储氢方法和储氢材料的研究倍受关注,粉体产品粒状化已成为粉体后处理技术的必然趋势。本文主要研究了机械球磨法制备镁碳储氢粉体时各原料种类、原料配比、球磨时间、静态储氢温度、压力对粉体储氢性能的影响以及添加适量焦煤粘结剂,经一定温度热处理后以获得具有耐压、耐磨同时具备一定储氢能力的粒状储氢材料。 对机械球磨法制备储氢粉体的影响因素进行了研究。原料种类、配比、球磨时间、静态储氢温度、压力对材料的分散性和储氢量有较大影响;球磨纯镁时,材料几乎全部焊接到罐壁和磨球上,储氢量低。本文确定采用镁与碳化无烟煤混合球磨、镁碳的质量比为7∶3、球磨时间为1.5 h,此条件下制备的粉体具有良好的分散性。静态储氢温度为320℃,储氢压力为1.0 MPa,此条件下粉体具有高的储氢量。球磨时间对粒度、储氢密度的影响存在一临界时间范围,临界时间范围内延长球磨时间有利于降低粉体的粒度、提高储氢量;超过临界时间继续球磨,会造成粉体大量粘附在球磨罐壁上且粉体过于细化,取料时容易发生自燃。根据实验结果确定1.5 h左右为最佳的球磨时间,过短及过长时间的球磨不利于材料性能的提高。静态储氢温度为320℃时,粉体储氢量达到最高,继续提高温度,粉体储氢量变化不明显。考虑粉体的储氢量和实验安全,储氢压力选用1.0 MPa。 基于储氢粉体难成型的现状,根据焦煤在隔绝空气加热的条件下可产生胶质体,本文采用焦煤作为粘结剂,将部分焦煤添加到储氢粉体中,制备具有一定强度的粒状储氢材料。制备压碎强度高的材料可选择焦煤的添加量为25 wt.%,制备耐磨强度高的储氢材料选择焦煤的添加量为15 wt.%~25 wt.%;添加的焦煤过少,产生胶质体的量少,粘结作用不明显;焦煤添加量过多,金属镁含量相对减少,挥发分增多,材料的压碎强度与耐磨强度都降低且对材料储氢也不利。隔绝空气热处理温度为500℃~600℃,此温度段焦煤产生的胶质体多,交联作用强,对成型最有利。材料70Mg30C的磨损率为100%,储氢量为550 mL· g-1;材料85M15N的磨损率为37.5%,成型效果良好,但储氢量降为300 mL·g-1。