MgYNi合金的結構與快速吸氫動力學
摘要：采用真空懸浮熔煉法制備了Mg80Ni20,Mg77Y3Ni20和Mg73Y7Ni203種鎂基合金,研究了Y替代Mg對合金微觀結構和吸氫動力學的影響,并對快速吸氫動力學數據進行了方程模擬。結果表明,Mg80Ni20合金主要由帶狀的Mg2Ni和層狀的Mg+Mg2Ni共晶組織組成,Y的加入主要形成了分布在共晶基體里的Ni3Y相,并造成帶狀的Mg2Ni相的減少與消失,及Mg-Mg2Ni共晶組織向針狀組織的轉變。吸氫后的合金中Ni3Y相消失,與Mg和H反應,原位形成了Mg2NiH4和YH2相。Y對Mg的替代顯著改善了合金的吸氫動力學,尤其是較低溫度下和快速吸氫性能。393K下,Mg77Y3Ni20能在180s內吸氫2.35%(質量分數),是Mg80Ni20吸氫量的4倍多。Y的添加改善合金吸氫動力學的原因在于,原位形成的YH2相增加了氫原子在合金中的擴散通道和晶面數量,縮短了氫原子的擴散時間。通過對現有吸氫動力學模型的比較分析,給出一種選取快速吸氫動力學臨界時間節點的方法,并找出可以較好模擬Mg基合金快速吸氫動力學數據的方程。
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