前期在He-H2混合工质脉管制冷机实验中发现30K温区制冷性能异常提高,初步推测磁性蓄冷材料Er3Ni的氢化是可能的原因。本项目围绕此现象开展Er3Ni氢化反应的研究,旨在揭示Er3Ni的吸氢机理,进而研究氢化反应对其热物性的影响。在推算得Er3Ni理论吸氢量的基础上,建立了Er3Ni氢化反应实验装置,系统地开展了Er3Ni氢化反应的实验研究,结果表明活化工艺及反应条件对氢化过程有显著影响,Er3Ni吸氢量受固有p-c-T(平衡氢压-组分-反应温度)相图的影响,充分活化条件下可生成理论推算氢化物Er3NiH8,Er3Ni氢化后在一定条件下能可逆地放出部分氢。分析了反应条件对氢化产物特性(包括晶体结构、热物性和稳定性等)的影响情况,总结出制备不同含氢量Er3NiHx的实验方法,氢化产物的晶体结构会随反应条件而变,在目前所采取的试验条件下氢化产物Er3NiHx的比热容与预期值存在一定差异,并非在所有温区比热容都会升高,可见需要对通过氢化改善回热器性能的方法进行更深入探索。本项目还对开展其他稀土磁性蓄冷材料的氢化特性及其对低温制冷系统的影响和Er-Ni系合金储氢性能等方面的研究具有指导意义。
英文主题词Er3Ni;hydrogenation;magnetic regenerative material;crystal structure;specific heat capacity