镁在Zr-Ti-Mg-Ni-Mn-V-Fe高熵合金中的原子占位及对储氢性能的影响

陈治中, 尹福虎, 胡泊涛, 斯庭智

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高等学校化学学报 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (03) : 150-157.

镁在Zr-Ti-Mg-Ni-Mn-V-Fe高熵合金中的原子占位及对储氢性能的影响

  • 陈治中, 尹福虎, 胡泊涛, 斯庭智
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摘要

通过Mg的添加,设计制备了3种A原子过计量的AB2型Zr0.85Ti0.15MgxNi1.20Mn0.56V0.12Fe0.12(x=0.20,0.25,0.30)高熵合金,探究了Mg添加量及其原子占位对储氢性能的影响.结果表明,所有合金均为C15 Laves单相结构,当x从0.20增至0.30时,合金的储氢量由0.35%(质量分数)显著提升至1.03%;合金具有优良的热力学性能,其中,Mg0.30合金的放氢焓变(ΔHd)仅为28.93 kJ/mol;Mg0.30合金的放电容量为167.0 mA·h/g,30次充放电循环后容量保持率为80.9%,展现了较好的电化学储氢性能.Rietveld全谱拟合结果揭示,Mg原子既占据Laves相A原子的8a位置,又占据B原子的16d位置;随着x的增加,8a位置的占位因子(g)保持恒定,而16d位置的g增加.这一结果不仅导致合金四面体间隙的增大,还促进了对氢强亲和力的四面体间隙的形成,从而显著提高了合金的储氢能力.

关键词

高熵合金 / Laves相 / 原子占位 / 储氢性能 / 四面体间隙

中图分类号

TG139

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陈治中, 尹福虎, 胡泊涛, 斯庭智. 镁在Zr-Ti-Mg-Ni-Mn-V-Fe高熵合金中的原子占位及对储氢性能的影响. 高等学校化学学报. 2025, 46(03): 150-157

基金

安徽省高校自然科学研究重大项目(批准号:KJ2020ZD26)资助

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