Al-Bi-Zn基合金复合粉体的设计及水解制氢性能研究

发布时间：2024-03-13 04:13

　　氢气作为一种能源具有热值高、无污染和来源广等特点。氢气的制备方法很多,与传统化石燃料制氢和电解水制氢相比,Al-H2O反应制氢具有低成本、高效率、高安全性以及环保等优点,因此拥有很好的发展前景。然而,Al基水解制氢材料也面临着诸多的局限,例如Al极易被氧化形成致密的氧化铝钝化层覆盖在表面,严重阻碍了Al-H2O反应的进行;水解制氢的反应速率过快,难以控制。本研究利用CALPHAD方法和气雾化制粉技术设计并制备了Al-Bi-Zn三元和Al-Bi-Zn-Sn四元合金复合粉体,详细研究了上述合金复合粉体的制氢性能,并对该系列合金复合粉体的制氢机理进行了解释。本研究所取得的主要结果如下:(1)本研究利用CALPHAD方法计算相图,以此为基础设计了一系列Al-Bi-Zn三元和Al-Bi-Zn-Sn 四元合金复合粉体,并通过气雾化制粉技术制备了该系列合金复合粉体。研究结果表明,上述两个系列合金复合粉体出现液相两相分离现象,形成Bi-rich相或(Bi,Sn)-rich相不连续包裹Al-rich相的特殊微观结构。(2)本研究开展了Al-Bi-Zn三元和Al-Bi-Zn-Sn四元合金复合粉体制氢性能的...

【文章页数】：125 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 Al基水解制氢复合材料的研究概述
    1.2 液相两相分离与Al基制氢复合粉体的合金设计
    1.3 本论文的研究目的及主要内容
    参考文献
第二章 实验方法
    2.1 Al-Bi-Zn基合金复合粉体的设计
    2.2 Al-Bi-Zn基合金复合粉体的制备
    2.3 Al-Bi-Zn基合金复合粉体的表征分析
    2.4 Al-Bi-Zn基合金复合粉体的制氢性能研究
    2.5 Al-Bi-Zn基合金复合粉体的反应机理研究
    参考文献
第三章 Al-Bi-Zn三元合金复合粉体的设计及水解制氢性能研究
    3.1 Al-Bi-Zn三元合金的成分设计
    3.2 Al-Bi-Zn三元合金复合粉体的组织形态及结构分析
        3.2.1 Al-Bi-Zn三元合金复合粉体的表面形貌
        3.2.2 Al-Bi-Zn三元合金复合粉体的内部组织形貌
        3.2.3 Al-Bi-Zn三元合金复合粉体的晶体结构分析
    3.3 Al-Bi-Zn三元合金复合粉体的水解制氢性能研究
        3.3.1 温度和反应介质对Al-Bi-Zn三元合金复合粉体制氢性能的影响
        3.3.2 Bi和Zn的添加量对Al-Bi-Zn三元合金复合粉体制氢性能的影响
        3.3.3 搅拌对(Al,Bi)-7Zn(wt.%)合金复合粉体制氢性能的影响
    3.4 Al-Bi-Zn三元合金复合粉体的水解反应机理研究
    3.5 本章小结
    参考文献
第四章 Al-Bi-Zn-Sn四元合金复合粉体的设计及水解制氢性能研究
    4.1 Al-Bi-Zn-Sn四元合金的成分设计
    4.2 Al-Bi-Zn-Sn四元合金复合粉体的组织形态及结构分析
        4.2.1 Al-Bi-Zn-Sn四元合金复合粉体的表面形貌
        4.2.2 Al-Bi-Zn-Sn四元合金复合粉体的内部组织
        4.2.3 Al-Bi-Zn-Sn四元合金复合粉体的晶体结构分析
    4.3 Al-Bi-Zn-Sn四元合金复合粉体的水解制氢性能研究
        4.3.1 温度和反应介质对Al-Bi-Zn-Sn四元合金复合粉体制氢性能的影响
        4.3.2 Sn的添加量对Al-Bi-Zn-Sn四元合金复合粉体制氢性能的影响
        4.3.3 搅拌对(Al,Bi,Zn)-6Sn(wt.%)合金复合粉体制氢性能的影响
    4.4 Al-Bi-Zn-Sn四元合金复合粉体的水解反应机理研究
    4.5 本章小结
    参考文献
第五章 Al-Sn-Co三元系相平衡的实验研究
    5.1 实验方法
    5.2 Al-Sn-Co三元系的基础二元系
    5.3 Al-Sn-Co三元系的实验结果与讨论
        5.3.1 Al-Sn-Co三元合金的液相分离与铸态组织
        5.3.2 Al-Sn-Co三元合金平衡组织
        5.3.3 Al-Sn-Co三元系的实验相图
        5.3.4 固/液扩散偶法对相图中Al₃Co+Al₁₃Co₄+L三相区的实验验证
    5.4 本章小结
    参考文献
第六章 结论
致谢
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本文编号：3927170