Термічна тривкість та кінетика десорбції водню з гідридів механічного сплаву Mg–Al–Ni–Ti

Abstract

З метою зниження температури, поліпшення кінетики розкладу стехіометричного гідриду MgH₂ досліджено можливості його комплексного легування 3 at.% Al + + 3 at.% Ni + 7 at.% Ti зі застосуванням механохімічного синтезу. Встановлено, що після додавання до магнію Al, Ni, Ti погіршується термічна тривкість отриманої реактивним механічним сплавленням гідридної фази MgH₂ механічного сплаву, а отже, температура початку десорбції водню падає з 320°С (для нелегованої фази MgH₂) до 280°С. Не зафіксовано зниження рівноважної температури початку десорбції водню за його постійного тиску в реакторі 1 bar, яке свідчило б про зменшення термодинамічної стабільності MgH₂ внаслідок механічного легування. Виявлено, що кінетику десорбції водню з гідридної фази MgH₂ механічного сплаву поліпшують здебільш легувальні елементи Ni і Ti; роль Al тут незначна.

целью снижения температуры, улучшения кинетики разложения стехиометрического гидрида MgH₂ исследованы возможности его комплексного легирования 3 at.% Al + 3 at.% Ni + 7 at.% Ti с применением механохимического синтеза. Установлено, что после добавления к магнию Al, Ni, Ti ухудшается термическая прочность полученной реактивным механическим сплавлением гидридной фазы MgH₂ механического сплава, а следовательно, снижается температура начала десорбции водорода с 320°С (для нелегированной фазы MgH₂) до 280°С. Не зафиксировано падение равновесной температуры начала десорбции водорода при постоянном давлении в реакторе 1 bar, которое свидетельствовало бы о снижении термодинамической стабильности MgH₂ вследствие механического легирования. Обнаружено, что кинетику десорбции водорода из гидридной фазы MgH₂ механического сплава улучшают в основном легирующие элементы Ni и Ti; вклад Al здесь незначителен.

With the aim of decreasing the temperature, improving the kinetics of decomposition of stoichiometric MgH₂ hydride the possibility of comprehensive alloying of 3 at.% Al + + 3 at.% Ni + 7 at.% Ti using mechanochemistry synthesis was investigated. It was established that adding Al, Ni, Ti to magnesium led to the lower thermal resistance of the hydride phase of MgH₂ mechanical alloy obtained by RMА and, consequently, to lower temperature of the beginning of hydrogen desorption from 320°C (for MgH₂ without Al, Ni, Ti) to 280°C. The decrease of equilibrium hydrogen desorption temperature during its early pressure in a reactor of 1bar, which would testify to the reduction of the thermodynamic stability of MgH₂ by mechanical alloying, was not noticed. It was established that the improved hydrogen desorption kinetics of MgH₂ phase of mechanical alloy occurred mainly due to alloying elements Ni and Ti; the contribution of Al in the improvement of kinetics in that case was negligible.