[发明专利]Mg2

说明书

本发明公开了一种Mg₂NiH₄材料及其制备方法，Mg₂NiH₄材料，为在室温下具有正交结构的Mg₂NiH₄材料。本发明方法首先将熔炼制得的Mg₂Ni合金粉末球磨处理并装于反应釜内；然后向反应釜内通入氢气，加热至一定温度后保温；然后保证反应釜温度不变，将反应釜抽真空；重复球磨和吸氢步骤；最后将反应釜降至室温，制得Mg₂NiH₄粉末材料。本实施例实现了只具有正交结构Mg₂NiH₄的可控生成；制得的正交结构的Mg₂NiH₄表现出铁磁性，为Mg₂NiH₄作为磁性材料的应用提供了可能，并具有更优异的放氢性能。本发明使单一结构的Mg₂NiH₄除作为储氢合金外，在磁性材料领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种镁基储氢合金及其制备方法，特别是还涉及一种Mg₂Ni类型储氢合金及其制备方法，应用于储氢材料技术领域。

背景技术

镁基储氢合金具有储氢容量高、比重小、资源丰富和对环境污染小等优点，其中Mg₂Ni合金具有相当于LaNi₅重量3倍的贮氢容量，而且耐过充电和过放电性能高以及充放电率高等特点，所以作为下一代储氢材料倍受关注。目前常用的制备Mg₂NiH₄的方法为氢化燃烧合成法(T.Akiyama,H.Isogai,J.Yagi,J.Alloy Compd.1997,252:L1-L4.)，在炉温低于600℃的条件下进行，避免了Mg的挥发，可直接从镁镍混合粉末制备出符合化学计量比的镁镍储氢合金。基于这种方法，研究者们为获得精确化学计量比的Mg₂NiH₄，以及提高合成效率等方面做了进一步的努力(I.Saita,L.Li,K.Saito,T.Akiyama,J.Alloy Compd.2003,356-357: 490-493.)。瞄准Mg₂NiH₄在燃料电池领域应用的潜力，通过对氢化燃烧合成法的改进，以获得高活性和大容量的Mg₂NiH₄合金(L.Li,T.Akiyama,J.-i.Yagi,J.Alloy Compd.2001,316: 118-123.)。早期研究表明，室温下Mg₂NiH₄的原胞中会诱导产生微孪晶(D.Noreus,L.Kihlborg, J.Less-Common Met.1986,123:233-239.)，由此表现出另一种低温相的特征。研究者们利用 Mg₂Ni合金直接在350℃下氢化，以求制得完全具有微孪晶特征的Mg₂NiH₄合金，(H. Blomqvist,E.Ronnebro,D.Noreus,T.Kuji,J.Alloy Compd.2002,330-332:268-270.E. Ronnebro,D.Noreus,Appl.Surf.Sci.2004,228:115-119.H.Blomqvist,D.Noreus,J.Appl.Phys. 2002,91:5141.)并将无孪晶的Mg₂NiH₄记为LT1相(单斜结构)，含有微孪晶的Mg₂NiH₄记为LT2相(正交结构)。然而，以上方法制得的Mg₂NiH₄在室温下或是只具有无孪晶的特征 (LT1相)，或是部分存在微孪晶的特征(LT1和LT2的混合相)。混合相的具体表现为：在获得的X-射线衍射的谱线(Cu靶，波长)上2θ＝23.5°(θ为衍射角)处，存在三个重叠峰，其中2θ＝23.5°的衍射峰为LT2相的特征峰，2θ＝23.1°和2θ＝24.1°的两个衍射峰为 LT1相的特征峰。此外，专利申请号为CN200410040290.9的专利文献记载，在氢化燃烧合成法的基础上，对镁粉和镍粉进行球磨，采用机械合金化法可制备Mg₂NiH₄合金；或利用放电等离子体烧结技术，在电场及球磨协同作用下制备Mg₂NiH₄合金，专利申请号为CN200410040290.9的专利文献进行了记载，在这两种改进的方法下制备的Mg₂NiH₄合金室温下都为LT1和LT2的混合相。