特种储氢材料及其测试设备

本文以高效储氚材料的研制开发为背景，结合国际国内储氚材料的研究现状，选择LaNi5-xAlx合金作为主要研究对象。运用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、激光粒径分析仪、储氢性能综合测试系统、显微维氏硬度计等测试手段，对合金的晶胞结构、吸放氢性能、热力学性能、动力学性能、抗粉化性能和长期服役性能进行了系统的研究与分析。其中，储氢性能综合测试系统为自行设计和组建。该系统可自动同步采集温度、压力信号和实现对阀门的自动控制，可完成对储氢材料的动力学性能、热力学性能和长期循环吸放氢性能的测试。研究表明，Al含量的增加对平台压和吸氢量主要起降低作用，但可明显改善动力学性能，其晶格参数和晶胞体积都有增加，且呈各向异性膨胀趋势。合金的抗粉化性能主要由其自身的塑性特征决定，同时，储氢容量对其抗粉化能力也有一定影响。合金的硬度越小，储氢容量越小，其抗粉化能力越强。成功通过溶胶-凝胶法和气相二氧化硅法制备出LaNi4.25Al0.75/SiO2复合储氢材料，该材料基本保持LaNi4.25Al0.75基体的优良热力学性能，但是其动力学性能、抗粉化性能及活化性能具有明显优势。