Ni、Ti单独/复合掺杂对MgH2组织结构与解氢性能的影响及机理
来源期刊：材料导报2015年第22期
论文作者：张健 孙立芹 毛聪 龙春光 陈荐
文章页码：91 - 95
关键词：镁氢化物;过渡金属;掺杂;组织结构;解氢性能;
摘 要：镁氢化物（MgH2）解氢温度偏高是目前制约其实际应用的主要瓶颈。采用机械球磨方法制备了MgH2、MgH2-10%Ni、MgH2-10%Ti、MgH2-15%Ni-5%Ti（质量分数）四种不同储氢体系,借助XRD、SEM、DSC等检测手段表征了不同体系的组织结构与解氢性能,并就Ni、Ti单独与复合掺杂对MgH2解氢性能的影响机理进行了分析。结果表明:Ni、Ti单独掺杂时,较纯MgH2球磨体系而言,MgH2颗粒与晶粒尺寸减小且均匀,颗粒团聚现象缓解,初始解氢温度明显降低,其原因在于少量Ni、Ti原子固溶于MgH2基体,导致其晶格变形、结构稳定性降低,其中,Ni的固溶效果尤为明显;而Ni、Ti复合掺杂时,由于球磨过程中NiTi新相的出现,导致MgH2颗粒与晶粒细化效果较单独掺杂时有所减弱,然而球磨体系的初始解氢温度较单独掺杂时却进一步降低,实现了Ni、Ti两种元素的协同固溶效应。
张健1,2，孙立芹2，毛聪1，龙春光1，陈荐3
1. 长沙理工大学汽车与机械工程学院工程车辆轻量化与可靠性湖南省高校重点实验室2. 湘潭大学材料科学与工程学院低维材料及其应用技术教育部重点实验室3. 长沙理工大学能源与动力工程学院能源高效清洁利用湖南省高校重点实验室
摘 要：镁氢化物（MgH2）解氢温度偏高是目前制约其实际应用的主要瓶颈。采用机械球磨方法制备了MgH2、MgH2-10%Ni、MgH2-10%Ti、MgH2-15%Ni-5%Ti（质量分数）四种不同储氢体系,借助XRD、SEM、DSC等检测手段表征了不同体系的组织结构与解氢性能,并就Ni、Ti单独与复合掺杂对MgH2解氢性能的影响机理进行了分析。结果表明:Ni、Ti单独掺杂时,较纯MgH2球磨体系而言,MgH2颗粒与晶粒尺寸减小且均匀,颗粒团聚现象缓解,初始解氢温度明显降低,其原因在于少量Ni、Ti原子固溶于MgH2基体,导致其晶格变形、结构稳定性降低,其中,Ni的固溶效果尤为明显;而Ni、Ti复合掺杂时,由于球磨过程中NiTi新相的出现,导致MgH2颗粒与晶粒细化效果较单独掺杂时有所减弱,然而球磨体系的初始解氢温度较单独掺杂时却进一步降低,实现了Ni、Ti两种元素的协同固溶效应。
关键词：镁氢化物;过渡金属;掺杂;组织结构;解氢性能;
