La-Mg-Ni合金初始相与吸氢后相分布的关联性及对吸/放氢性能的影响

La-Mg-Ni储氢合金在首次吸氢时初始相会发生分解，分解后各相对合金吸/放氢性能起决定性作用。本项目拟深入分析LaMgxNiy(2≦x≦4，1≦y≦3)多相合金初始相与吸氢后相分布(各相的尺寸、均匀性等)的关联性及对吸/放氢性能的影响，采用XRD-Rietveld、SEM-EDX和TEM等表征方法研究合金初始相的组成、结构、丰度和分布，及吸氢过程中的相转变和吸氢后相分布，阐明初始相与吸氢后相分布的关联性，进而采用Sievert's方法研究吸氢后相分布不同合金的吸/放氢性能(P-C-T、储氢量、热力学性能、动力学性能等)，探究吸氢后相分布对合金吸/放氢性能的影响规律。通过吸氢后相分布建立初始相与合金吸/放氢性能间的联系，揭示初始相对吸/放氢性能的影响规律，为优化设计性能优异的La-Mg-Ni储氢合金提供基础数据和理论指导。

本项目以La-Mg-Ni多相合金为研究对象，深入解析了合金初始微观结构与吸氢后各相分布的关系及其对储氢性能的影响。采用真空感应熔炼、铜模铸造和高压处理等方法制备了具有相同或相近组分但初始相组成和相结构不同的La-Mg-Ni合金，采用XRD和SEM-EDS分析了合金的相组成、相分布和相结构，表明微合金化、铜模铸造和高压热处理能有效调整合金的初始相组成和相分布，其中，铜模铸造和高压处理能有效细化合金组织。对La-Mg-Ni合金首次吸氢过程中，不同吸氢量样品进行XRD、SEM分析，XRD结果表明，随着吸氢量的增加，初始相逐渐转变为镁氢化物、Mg2Ni氢化物和镧氢化物，La-Mg-Ni合金中各相吸氢转化的顺序与相组成有关，例如，LaMg2Ni相比La2Mg17相先吸氢分解。而且，不同吸氢量合金中仍可以观察到与初始相组分相同的区域，并且区域分布与吸氢前一致，表明吸氢后氢化物相分布受到合金初始相组成和相分布的影响。测试了相同或相近组成但微观结构不同合金的吸/放氢性性能（活化性能、储氢容量、热力学性能和动力性能），细化合金的微观结构能有效增强合金的吸/放氢性能，特别是吸/放氢动力学性能，这主要是由于合金微观结构细化后能有效增加吸氢后合金中各相间的催化效果和合金中相界面数量。在本项目的支持下，在International Journal of Hydrogen Energy，Journal of Alloys and Compounds等国内外期刊发表SCI收录论文18篇，授权发明专利3相。