加急见刊

MgYNi合金的结构与快速吸氢动力学

李永治; 翟亭亭; 罗龙; 赵增武; 张羊换; 赵栋梁 钢铁研究总院功能材料研究所; 北京100081; 内蒙古科技大学内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室; 内蒙古包头014010

摘要：采用真空悬浮熔炼法制备了Mg80Ni20,Mg77Y3Ni20和Mg73Y7Ni203种镁基合金,研究了Y替代Mg对合金微观结构和吸氢动力学的影响,并对快速吸氢动力学数据进行了方程模拟。结果表明,Mg80Ni20合金主要由带状的Mg2Ni和层状的Mg+Mg2Ni共晶组织组成,Y的加入主要形成了分布在共晶基体里的Ni3Y相,并造成带状的Mg2Ni相的减少与消失,及Mg-Mg2Ni共晶组织向针状组织的转变。吸氢后的合金中Ni3Y相消失,与Mg和H反应,原位形成了Mg2NiH4和YH2相。Y对Mg的替代显著改善了合金的吸氢动力学,尤其是较低温度下和快速吸氢性能。393K下,Mg77Y3Ni20能在180s内吸氢2.35%(质量分数),是Mg80Ni20吸氢量的4倍多。Y的添加改善合金吸氢动力学的原因在于,原位形成的YH2相增加了氢原子在合金中的扩散通道和晶面数量,缩短了氢原子的扩散时间。通过对现有吸氢动力学模型的比较分析,给出一种选取快速吸氢动力学临界时间节点的方法,并找出可以较好模拟Mg基合金快速吸氢动力学数据的方程。

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