專利名稱：一種Mg基儲氫合金的合成方法
技術領域：
本發明涉及一種合成方法，尤其涉及一種Mg基儲氫合金的合成方法。采用該方法合成的Mg基儲氫合金，可在燃料電池、氫動力汽車的氫儲存系統和Ni/MH電池的氫化物負極材料等領域廣泛應用。
背景技術：
鎂基合金因其密度小、儲氫量大、價格低、無污染等優點，被認為是最有前景的儲氫材料之一，也最有可能被用于燃料電池、氫動力汽車的氫儲存系統和Ni/MH電池的氫化物負極材料，但它的吸放氫溫度高、吸放氫速度慢，反應動力學和熱力學性能差，抗腐蝕能力差等缺點阻礙了它在實際中的應用。鎂鋁系是一種非常有希望的鎂基儲氫合金。其吸放氫的物理、化學性能很大程度上取決于合金成分和制備方法。機械合金化是20世紀80年代發展起來的一種制備非晶、納米晶的方法。近年來，用機械合金化的方法來制備和研究儲氫合金的工作備受人們的關注。納米晶材料由于其具有獨特的結構特征，晶界占有很大的分數，具有一系列獨特的理化及力學性能，如高的擴散系數，高的活性，較大的原子間隙等， 為發展新一代高性能的儲氫合金創造了條件。
發明內容
本發明為了解決目前合成的鎂基合金存在吸放氫溫度高、吸放氫速度慢，反應動力學和熱力學性能差，抗腐蝕能力差而阻礙了它在實際中應用的技術問題，提供了一種能提高鎂基儲氫合金充放電容量和耐蝕性能的Mg基儲氫合金的合成方法，該方法采用機械合金化通過控制合金成分和球磨時間制備了(M4tlAl6tl)9tlNiici儲氫合金，該方法的實現步驟為將粒大于100 μ m且質量比彡99. 99%的純Mg、純Al和純Ni按36 54 10比例混合放入高能球磨機的球磨罐中進行球磨，球磨球與球磨物質的質量比為10 1;將球磨罐抽真空后再充入氬氣海球磨lh，停機30min，共球磨IOh ；獲得(M4tlAl6tl) 9(1Ni1(1儲氫合金，該合金中形成Ml2Al3新相。本發明的特點及有益效果采用本發明提供的合成方法其吸放氫溫度要求不高、 提高了吸放氫速度，增強了反應動力學和熱力學性能；在6mol/L的KOH溶液中測得的放電容量為316. 7mAh/g，腐蝕電流密度為2. 84X 10_5Amp/cm2，明顯提高了鎂基儲氫合金充放電容量和耐蝕性能。
具體實施例方式一種Mg基儲氫合金的合成方法，該方法采用機械合金化通過控制合金成分和球磨時間制備了高性能的(M4tlAl6tl)9tlNiici儲氫合金，該方法的實現步驟將粒大于IOOym的純 Mg、純Al和純Ni ( > 99. 99%，質量分數)按36 54 10比例混合放入球磨罐中并在高能球磨機上球磨，球罐與磨球材質均為lCrl8Ni9Ti不銹鋼，球料質量比為10 1。為防止球磨過程中樣品被氧化，將球罐抽真空后再充入氬氣保護。每球磨lh，停機30min以避免過熱，共球磨10h，獲得新型(M4tlAl6tl)9tlNiici儲氫合金，該合金中形成Ml2Al3新相，在6mol/L 的KOH溶液中測得的放電容量為316. 7mAh/g，腐蝕電流密度為2. 84X l(T5Amp/Cm2，合金的放電容量和耐蝕性能明顯提高。參看
圖1，為不同球磨時間(M4ciAl6tl)9tlNiici合金的X射線衍射圖。可見，在球磨IOh 后產生了新相Mg2Al315圖2是不同球磨時間(M4tlAl6ci)9ciNiici合金的放電的放電容量比較。可見，球磨IOh 時，放電容量最大，放電容量為316. 7mAh/g。圖3是不同球磨時間(M4tlAl6ci)9ciNiici合金在6mol/L KOH溶液中腐蝕電流密度的比較。可見，腐蝕電流密度隨球磨時間的延長呈先減小而后增大的趨勢，球磨IOh的腐蝕電流密度是 2. 84X l(T5Amp/cm2。
權利要求
1.一種Mg基儲氫合金的合成方法，該方法采用機械合金化通過控制合金成分和球磨時間制備了(M4ciAl6tl)9tlNiici儲氫合金，該方法的實現步驟為將粒大于100 μ m且質量比彡99. 99%的純Mg、純Al和純Ni按36 54 10比例混合放入高能球磨機的球磨罐中進行球磨，球磨球與球磨物質的質量比為10 1;先將球磨罐抽真空再充入氬氣；每球磨Ih停機30min，共球磨IOh ；即獲得(M4tlAl6tl) 9(1Ni1(1儲氫合金， 該合金中形成Ml2Al3新相。
2.根據權利要求1所述的一種Mg基儲氫合金的合成方法，其特征在于所述球磨罐與球磨球的材質均為lCrl8Ni9Ti不銹鋼。
3.根據權利要求1或2所述的一種Mg基儲氫合金的合成方法，其特征在于所述球磨球的直徑為10mm。
全文摘要
一種Mg基儲氫合金的合成方法，是為解決目前合成的鎂基合金存在吸放氫溫度高、吸放氫速度慢且充放電容量小以及抗腐蝕能力差等技術問題而設計的。該方法通過采用控制合金成分和球磨時間制備了(M40Al60)90Ni10儲氫合金，該方法的實現步驟為將粒大于100μm且質量比≥99.99％的純Mg、純Al和純Ni按比例混合放入高能球磨機的球磨罐中進行球磨，球與料的質量比為10∶1；先將球磨罐抽真空再充入氬氣；每球磨1h停機30min，共球磨10h；即獲得(M40Al60)90Ni10儲氫合金，該合金中形成Ml2Al3新相。有益效果該合成方法吸放氫溫度要求不高、提高了吸放氫速度，增強了反應動力學和熱力學性能；在6mol/L的KOH溶液中測得的放電容量為316.7mAh/g，腐蝕電流密度為2.84×10-5Amp/cm2，明顯提高了鎂基儲氫合金充放電容量和耐蝕性能。
文檔編號C22C30/00GK102424917SQ20111038563
公開日2012年4月25日 申請日期2011年11月28日 優先權日2011年11月28日
發明者張軻, 張輝, 曹中秋, 王婷 申請人:沈陽師范大學