La(Fe,M)13(M=Si,Al)化合物吸氢动力学研究

The hydrogenating process of La(Fe,M)13 (M=Si,Al) compounds are researched in this project in order to better the physical and chemical properities, and make an on-the-spot investigation of the preparation of the hydrides carefully. The emphasis is on the relationship of H content with hydrogenating temperature and pressure, exploring the way to reduce the impurities(α-Fe) in different temperature and pressure, and enhancing the homogeneity of the hydrides.We also consider the influence of particle size of the masteralloy on the distribution of H in the La(Fe,M)13 (M=Si,Al) hydrides. The effects of the componential changing(substitution or interstitial atom) to the velocity of hydrogen absorption,the thermostability and homogeneity of hydrides, and the pulverization of the hydrides will be researched. All of the above studies are benefit of the application of the La(Fe,M)13(M=Si,Al) hydrides in the magnetic refrigeration near room temperature.

为进一步改善La(Fe,M)13(M=Si,Al)基氢化物磁致冷材料的物理、化学性能，以利于应用。本研究拟以La(Fe,M)13(M=Si,Al)基合金为研究对象，详细考察氢化物制备工艺。重点研究氢含量与吸氢温度、吸氢压力之间的关系，探索不同温度和压力下最大限度的降低杂质相（α-Fe）的产生，提高氢化物中氢分布的均匀性，研究母合金颗粒尺寸的大小对氢化物中氢分布均匀性的影响。化学成分的改变（元素替代或加入间隙原子）对吸氢速度、氢化物的热稳定性、氢在合金中分布的均匀性以及合金吸氢后粉化程度的影响。促进La(Fe,M)13(M=Si,Al)基氢化物磁致冷材料的应用。

为进一步改善La(Fe,M)13(M=Si,Al)基氢化物磁致冷材料的物理、化学性能，以利于应用。本研究以La(Fe,M)13(M=Si,Al)基合金为研究对象，详细考察了氢化物制备工艺。重点研究了氢含量与吸氢温度、吸氢压力之间的关系。系统地研究了温度、时间、压力等因素对LaFe11.5Si1.5化合物吸氢过程的影响以及效果。结果表明：吸氢处理会增大化合物的晶格常数，但不会改变其晶体结构。在温度为423K，氢气压力为0.0987MPa时，可以制备出氢分布均匀的LaFe11.5Si1.5H1.6间隙化合物。此外，氢化处理可以明显提高化合物的居里温度，降低热滞后，并且使磁熵变保持在较高值。LaFe11.5Si1.5H1.6样品随着在空气中暴露时间的延长，居里温度和磁熵值的变化非常小，氢化合金的磁热性能具有良好的时间稳定性。研究了La(Fe,M)13 （M=Si，Al）基氢化物中氢含量与吸氢温度、吸氢压力之间的关系，结果表明，LaFe11.4Si1.6颗粒在温度为473K接近1个大气压下，出现吸氢平台，当氢气压力增大至0.7379MPa时，样品中氢的质量百分含量达到0.1910%（~LaFe11.4Si1.6H1.5），放氢过程中，在氢气压力由0.7379MPa降低至0.0002MPa的这一阶段，放氢曲线与吸氢曲线明显分离，化合物中氢含量减少的量很少，当氢气压力降至0.0002MPa时，样品中氢的质量百分含量仍达0.1471%（~LaFe11.4Si1.6H1.2）。研究了稀土替代lLa对合金吸氢的影响，结果表明，通过少量稀土Pr对La的替代，同等吸氢温度和氢压下，能够明显提高合金中的氢含量，即提高了合金氢化物的热稳定性。为进一步制备室温磁制冷材料提供非常重要的参考价值。