具有纳米晶、非晶结构的Mg及Mg基合金具有良好的吸放氢动力学。本项目应用真空快淬技术制备出具有纳米晶及非晶结构的系列Mg2Ni型贮氢合金,测试了合金的微观结构、气态贮氢能力及动力学、电化学贮氢性能。研究了快淬工艺及元素替代对合金结构及贮氢性能的影响以及合金在吸放氢过程中的结构变化。研究结果表明,快淬处理可以显著改善Mg2Ni型合金的气态及电化学贮氢性能。Zr、La替代Mg及Co、Mn替代Ni可以显著提高Mg2Ni合金的非晶形成能力,Cu替代Ni对合金的非晶形成能力没有影响。元素替代均提高了合金的放氢能力及动力学。快淬态合金在室温下具有良好的电化学贮氢性能,元素替代显著改善合金的电化学性能,特别是循环稳定性。循环稳定性的提高主要是替代元素提高了纳米晶、非晶结构在电化学充放循环过程中的结构稳定性。合金的吸放氢循环稳定性主要与纳米晶、非晶的结构稳定性相关。提高Mg2Ni型合金的吸放氢动力学及循环稳定性是亟待解决的关键科学问题,上述成果为这些问题的解决提供了切实可行的途径,对于推动新型高性能Mg-Ni系贮氢材料的研究及应用具有重要的理论与实际意义。
英文主题词Mg2Ni-based hydrogen storage alloys; melt spinning; nanosrystalline / amorphous structure; hydriding / dehydriding kinetics; cycle stability