熔盐保护熔炼法制备La2Mg17合金及其储氢性能.pdfVIP

第38卷 第5期 稀有金属材料与工程 V01．38，No．5 RAREMETALMATERIA【．SANDENGn厄ERING2009 2009年 5月 May 刘 静1，赵显久1，张旭1，李谦1，林根文1周国治1，2 (1．上海大学，上海200072) (2．北京科技大学，北京100083) 中形成微观成分不均匀的非平衡组织。通过PCT性能测试发现，合金在523—623K时可逆吸放氢量大于4．3％(质量分 K时具备良好的氢化动力学性能，并且在523K时出现氢化速率极 数，下同)。动力学分析结果表明，合金在473～623 s内吸氢3．2％)。丰富的表面裂纹改善了合金的储放氢性能。 大值(25 关键词：熔盐保护熔炼法；储氢合金；La2MglT：性能 中图法分类号：TGl39+．7 文献标识码：A 文章编号：1002-185X(2009)05-0924-06 金属镁作为储氢材料有许多优点：密度小、储氢 熔化条件的变化而变化，不能确保得到与设计成分相 符的合金。固相反应烧结法的工艺复杂，条件也较难 容量高、MgH2的含氢量达到7．6％，资源丰富、价格 低廉。但是镁的吸放氢条件比较苛刻，纯Mg与氢气 控制。燃烧合成法需要采用稀土粉原料，成本高、工 K的高温下才能反应，放氢动力学也较差， 艺也比较复杂。 需要在623 不能作为实际使用的储氢材料。 熔盐保护熔炼法(SMPMS)是一种制各储氢合金 近年来，为了改善镁基材料的储氢性能，研究人 的新方法【l31。该方法采用熔盐覆盖保护熔炼的技术直 接从原料金属块制备合金，工艺简单、对设备要求低、 员开发了许多新的Mg基合金【¨】体系。其中，La2M917 合金因具有较高的储氢容量和较好的吸放氢动力学性 原料损失少、合金成分容易控制且较均匀、制备过程 能而倍受关注。Pezat等人【5】用熔炼法制备了La2Mgl7，安全可靠。因此，本研究采用熔盐保护熔炼法制备 h后在598K下吸氢4．9％。 该合金经903K处理70 La2Mgl7储氢合金，研究合金的相结构、形貌特征和 Gross等人【6】将LaNi5作为催化相添加于La2Mgl7合金储氢性能，并结合La．Mg相图，阐释制备方法对合金 吸放氢性能的作用规律。 中，改善了La2M917合金的吸放氢性能；Chen[71等人 和“等人【s】研究发现Ca和Ni部分取代La和Mg能 1 实 验 改善其吸放氢动力学性能；另外，机械球磨作为改性 手段也被应用到La2M917合金的研究中[91。 La、Mg金属块共40g置于圆柱形不锈钢坩埚中，再 制备La2Mgl7合金的传统方法是将镁、稀土原料 混合后加入到熔化炉中熔炼，但一方面由于镁的挥发 称取纯度为99．5％的NaCI和KCI(分析纯)各70g，均 量无法预测和控制，从而无法保证合金成分的均匀性； 匀混合后置于不锈钢坩埚中使其完全覆盖金属原料： 另一方面，由于挥发的镁蒸气异常活泼，稍遇空气就 将马弗炉的炉温升至1223K，待温度稳定后，将装好 燃烧爆炸，如果设备出现异常，很容易引发安全事故。 样品和混合盐覆盖剂的不锈钢坩埚放入炉内保温