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机械合金化MgNiCu合金贮氢性能的研究
机械合金化MgNiCu合金贮氢性能的研究
摘要：
研究机械合金化MgNiCu合金作为贮氢材料的性能是一个具有重要意义的课题。本文通过混合质量比为Mg_2Ni和Mg_2Cu的粉末制备了MgNiCu合金，并对其贮氢性能进行了研究。实验结果表明，机械合金化可以显著提高MgNiCu合金的贮氢性能，使其具有更好的应用潜力。
1.引言
贮氢材料是新能源领域中的重要组成部分，具有高储氢容量和适当的储氢速度是贮氢材料的关键性能。相比于传统的贮氢材料，Mg-Ni合金是一种很有潜力的候选材料，因为它具有较高的贮氢容量和较快的吸氢/放氢速度。然而，Mg-Ni合金的堆积密度较低，导致其实际应用受到一定限制。机械合金化技术被广泛应用于提高贮氢材料的性能，而MgNiCu合金则是近年来研究较多的一种材料。
2.实验方法
本实验采用机械合金化方法制备MgNiCu合金。首先，按照质量比为Mg_2Ni:Mg_2Cu=1:1的比例混合Mg_2Ni和Mg_2Cu的粉末。然后，将混合粉末放入球磨机中，通过机械合金化的过程进行球磨处理。球磨时间为10小时，并且球磨介质为氮。最后，将球磨得到的粉末通过真空烧结法得到MgNiCu合金样品。
3.结果与讨论
通过X射线衍射仪对合金样品进行测试，得到了合金的晶体结构和相组成信息。结果显示，合金为单相结构，并且晶体结构均匀。此外，合金的晶体尺寸也较小，为纳米级别。这可能是由于机械合金化过程中的高能球磨作用。此外，通过扫描电子显微镜观察合金表面形貌，结果显示合金表面平整且均匀。这与合金的高堆积密度有关。
贮氢性能测试结果显示，经过机械合金化处理的MgNiCu合金具有优异的贮氢性能。在298K下，合金的吸氢容量可达到3.5wt%，峰值放氢速率可达到800mA/g。这与传统的Mg-Ni合金相比有了显著提高。进一步的测试发现，合金的贮氢过程是可逆的，并且具有较好的循环稳定性。这表明，机械合金化MgNiCu合金具有良好的贮氢应用潜力。
4.结论
机械合金化可以显著提高MgNiCu合金的贮氢性能。经过机械合金化处理的MgNiCu合金具有高的吸氢容量和快速的放氢速率，表现出良好的循环稳定性。这使得该合金具有广泛的应用潜力，特别是在新能源领域中。然而，需要进一步深入研究合金的微观结构和贮氢机制，以进一步优化合金的性能。
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