·994 北京科技大学学报 第33卷 A2 B and AB2 type by mechanical alloying and spark plasma sinte- 3结论 ring.Mater Sei Forum,2005,475-479:2449 [6]An F Q,Li P,Qu X H,et al.Method to improve the properties of (I)研究了SPS制备MgNd-Ni三元合金的烧 La-Mg-Ni hydrogen storage electrode alloys.I Uni Sci Technol 结过程.430℃烧结为固相烧结，合金化效果不明 Beijing,2008,30(3）:263 显：450~500℃烧结为液相烧结，合金化程度较高： (安富强，李平，曲选辉，等.一种改善La一Mg一Ni贮氢电极合 520℃烧结Mg会发生大量熔损，甚至溢出，得不到 金性能的方法.北京科技大学学报，2008,30(3)：263) 所需成分的合金 7]An F Q,Li P,Zheng X P,et al.Study on the processing of La- (2)SPS制备的Mg2-Nd,Ni(x=0~0.3)系列 Mg-Ni hydrogen storage alloys prepared by SPS.Rare Met Mater Eng,2007,36(5):907 储氢合金具有多相结构，Nd元素有利于Mg合金 (安宫强，李平，郑雪萍，等.用SPS技术制备La一Mg一Ni储氢 化，少量的Nd添加，易生成Nd和Ni的化合物，Nd 合金的工艺探究.稀有金属材料与工程，2007,36(5)：907) 较多时易生成Nd和Mg的化合物.随着烧结温度 [8]Dong X P,Lii F X,Yang L Y,et al.Influence of spark plasma 升高，Mg.,Ndo.,Ni合金的均匀化程度和致密程度提 sintering temperature on electrochemical performance of Lao.so 高.430℃和450℃烧结样品主相为Mg和Ni,仅生 Mga.20Nis.7s alloy.Mater Chem Phys,2008,112(2)596 9]Song X P,Zhang P L,Pei P,et al.The role of spark plasma sin- 成少量的Mg2Ni.480℃和500℃烧结样品合金化效 tering on the improvement of hydrogen storage properties of Mg- 果较好，合金主相为Mg2Ni,第2相为Nd,Ni,并含 based composites.Int J Hydrogen Energy,2010,35(15):8080 有少量的Mg,Nd,、MgNi,和NdNi相. [10]Liu J,Song X P.Pei P,et al.Hydrogen storage performance of (3)SPS制备的Mg2-Nd,Ni(x=0~0.3)系列 Mg-based composites prepared by spark plasma sintering.JAlloys 储氢合金的吸放氢动力学性能良好：随着N元素 Compd,2009,486(1/2):338 的增加，储氢量下降，吸放氢动力学性能没有进一步 [11]Pei P.Song X P,Liu J,et al.Improving hydrogen storage prop- erties of Laves phase related BCC solid solution alloy by SPS 改善；烧结温度对储氢量、PCT曲线平台性能有明显 preparation method.Int J Hydrogen Energy,2009,34(20): 的影响；当Mg2-Nd,Ni系合金中含有Mg或NdMg2 8597 相，PCT曲线就出现双平台现象. [12] Huang P Y.Theory of Pouer Metallurgy.2nd Ed.Beijing:Met- (4)与铸态合金相比，SPS制备的Mg1.,Nda3Ni allurgical Industry Press,2004 (黄培云.粉末治金原理.2版.北京：治金工业出版社， 储氢合金的吸放氢动力学性能较好，但储氢容量、放 2004) 氢率和PCT曲线平台性能较差. [13]Yin J,Yamada T,Yoshinari 0,et al.Improvement of hydrogen storage properties of Mg-Ni alloys by rare-earth addition.Mater 参考文献 Trans,2001,42(4):712 [Jain I P,Lal C,Jain A.Hydrogen storage in Mg:a most promis- [14]Wang X L,Tu J P,Wang C H,et al.Hydrogen storage proper- ing material.Int J Hydrogen Energy,2010,35(10):5133 ties of nanocrystalline Mg-Ce/Ni composite.J Power Sources, Yuan H T,Feng Y,Song H N,et al.Preparation and electro- 2006,159(1):163 chemical characteristics of Mg-based hydrogen storage alloys with [15]Song M Y,Yim C D,Kwon S N,et al.Preparation of Mg- Zr.Chin J Nonferrous Met,2003,13(6):1554 23.5Ni-0(Cu or La)hydrogen-storage alloys by melt spinning (袁华堂，冯艳，宋赫南，等.含钴镁基储氢合金的合成及其电 and crystallization heat treatment.Int J Hydrogen Energy,2008. 化学性能.中国有色金属学报，2003,13(6)：1554) 33(1):87 B] Wang Z M,Zeng M Q,Yang Y Q,et al.Effect of mechanical al- [16]Shang C X,Guo Z X.Structural and desorption characterisations loying on formation of Mg2 Ni.Chin J Nonferrous Met,2001,11 of milled (MgH2+Y,Ce)powder mixtures for hydrogen stor- (2):236 age.Int J Hydrogen Energy,2007,32(14):2920 (王仲民，曾美琴，杨永强，等.机械合金化对MNi相形成的 [17]Vijay R,Sundaresan R,Maiya M P,et al.Application of Mg 影响.中国有色金属学报，2001,11(2)：236) wt%MmNis(x=10-70)nanostructured composites in a hydro- 4]Bai L,Ge CC,Shen W P.Spark plasma sintering technology. gen storage device.Int J Hydrogen Energy,2007,32 (13): Pouer Metall Technol,2007,25 (3):217 2390 (白玲，葛昌纯，沈卫平.放电等离子烧结技术.粉末治金技 [18]Xie D H,Li P,Zeng C X,et al.Effect of substitution of Nd for 术，2007,25(3)：217) Mg on the hydrogen storage properties of MgaNi alloy.J Alloys 5]Suk N Y,Lee K S.Synthesis of composite metal hydride alloy of Compd,2009,478(1/2):96北 京 科 技 大 学 学 报 第 33 卷 3 结论 ( 1) 研究了 SPS 制备 Mg--Nd--Ni 三元合金的烧 结过程． 430 ℃ 烧结为固相烧结，合金化效果不明 显; 450 ～ 500 ℃烧结为液相烧结，合金化程度较高; 520 ℃烧结 Mg 会发生大量熔损，甚至溢出，得不到 所需成分的合金． ( 2) SPS 制备的 Mg2 － xNdxNi ( x = 0 ～ 0. 3) 系列 储氢合金具有多相结构，Nd 元素有利于 Mg 合金 化，少量的 Nd 添加，易生成 Nd 和 Ni 的化合物，Nd 较多时易生成 Nd 和 Mg 的化合物． 随着烧结温度 升高，Mg1. 7Nd0. 3Ni 合金的均匀化程度和致密程度提 高． 430 ℃和 450 ℃烧结样品主相为 Mg 和 Ni，仅生 成少量的 Mg2Ni． 480 ℃和 500 ℃烧结样品合金化效 果较好，合金主相为 Mg2Ni，第 2 相为 Nd2Ni7，并含 有少量的 Mg41Nd5、MgNi2 和 NdNi 相． ( 3) SPS 制备的 Mg2 － xNdxNi ( x = 0 ～ 0. 3) 系列 储氢合金的吸放氢动力学性能良好; 随着 Nd 元素 的增加，储氢量下降，吸放氢动力学性能没有进一步 改善; 烧结温度对储氢量、PCT 曲线平台性能有明显 的影响; 当 Mg2 － xNdxNi 系合金中含有 Mg 或 NdMg12 相，PCT 曲线就出现双平台现象． ( 4) 与铸态合金相比，SPS 制备的 Mg1. 7Nd0. 3Ni 储氢合金的吸放氢动力学性能较好，但储氢容量、放 氢率和 PCT 曲线平台性能较差． 参 考 文 献 ［1］ Jain I P，Lal C，Jain A． Hydrogen storage in Mg: a most promis￾ing material． Int J Hydrogen Energy，2010，35( 10) : 5133 ［2］ Yuan H T，Feng Y，Song H N，et al． Preparation and electro￾chemical characteristics of Mg-based hydrogen storage alloys with Zr． Chin J Nonferrous Met，2003，13( 6) : 1554 ( 袁华堂，冯艳，宋赫南，等． 含锆镁基储氢合金的合成及其电 化学性能． 中国有色金属学报，2003，13( 6) : 1554) ［3］ Wang Z M，Zeng M Q，Yang Y Q，et al． Effect of mechanical al￾loying on formation of Mg2Ni． Chin J Nonferrous Met，2001，11 ( 2) : 236 ( 王仲民，曾美琴，杨永强，等． 机械合金化对 Mg2Ni 相形成的 影响． 中国有色金属学报，2001，11( 2) : 236) ［4］ Bai L，Ge C C，Shen W P． Spark plasma sintering technology． Power Metall Technol，2007，25( 3) : 217 ( 白玲，葛昌纯，沈卫平． 放电等离子烧结技术． 粉末冶金技 术，2007，25( 3) : 217) ［5］ Suk N Y，Lee K S． Synthesis of composite metal hydride alloy of A2B and AB2 type by mechanical alloying and spark plasma sinte￾ring． Mater Sci Forum，2005，475 － 479: 2449 ［6］ An F Q，Li P，Qu X H，et al． Method to improve the properties of La-Mg-Ni hydrogen storage electrode alloys． J Univ Sci Technol Beijing，2008，30( 3) : 263 ( 安富强，李平，曲选辉，等． 一种改善 La--Mg--Ni 贮氢电极合 金性能的方法． 北京科技大学学报，2008，30( 3) : 263) ［7］ An F Q，Li P，Zheng X P，et al． Study on the processing of La￾Mg-Ni hydrogen storage alloys prepared by SPS． Rare Met Mater Eng，2007，36( 5) : 907 ( 安富强，李平，郑雪萍，等． 用 SPS 技术制备 La--Mg--Ni 储氢 合金的工艺探究． 稀有金属材料与工程，2007，36( 5) : 907) ［8］ Dong X P，Lü F X，Yang L Y，et al． Influence of spark plasma sintering temperature on electrochemical performance of La0. 80 Mg0. 20Ni3． 75 alloy． Mater Chem Phys，2008，112( 2) : 596 ［9］ Song X P，Zhang P L，Pei P，et al． The role of spark plasma sin￾tering on the improvement of hydrogen storage properties of Mg￾based composites． Int J Hydrogen Energy，2010，35( 15) : 8080 ［10］ Liu J，Song X P，Pei P，et al． Hydrogen storage performance of Mg-based composites prepared by spark plasma sintering． J Alloys Compd，2009，486( 1 /2) : 338 ［11］ Pei P，Song X P，Liu J，et al． Improving hydrogen storage prop￾erties of Laves phase related BCC solid solution alloy by SPS preparation method． Int J Hydrogen Energy，2009，34 ( 20 ) : 8597 ［12］ Huang P Y． Theory of Power Metallurgy． 2nd Ed． Beijing: Met￾allurgical Industry Press，2004 ( 黄培云． 粉 末 冶 金 原 理． 2 版． 北 京: 冶金工业出版社， 2004) ［13］ Yin J，Yamada T，Yoshinari O，et al． Improvement of hydrogen storage properties of Mg-Ni alloys by rare-earth addition． Mater Trans，2001，42( 4) : 712 ［14］ Wang X L，Tu J P，Wang C H，et al． Hydrogen storage proper￾ties of nanocrystalline Mg-Ce /Ni composite． J Power Sources， 2006，159( 1) : 163 ［15］ Song M Y，Yim C D，Kwon S N，et al． Preparation of Mg- 23. 5Ni-10( Cu or La) hydrogen-storage alloys by melt spinning and crystallization heat treatment． Int J Hydrogen Energy，2008， 33( 1) : 87 ［16］ Shang C X，Guo Z X． Structural and desorption characterisations of milled ( MgH2 + Y，Ce) powder mixtures for hydrogen stor￾age． Int J Hydrogen Energy，2007，32( 14) : 2920 ［17］ Vijay R，Sundaresan R，Maiya M P，et al． Application of Mg-x wt% MmNi5 ( x = 10 － 70) nanostructured composites in a hydro￾gen storage device． Int J Hydrogen Energy，2007，32 ( 13 ) : 2390 ［18］ Xie D H，Li P，Zeng C X，et al． Effect of substitution of Nd for Mg on the hydrogen storage properties of Mg2Ni alloy． J Alloys Compd，2009，478( 1 /2) : 96 ·994·