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金属氢化物氢压缩机集氢净化和氢压缩于一体,具有部件紧凑,静音工作、无需动态密封、非常低的维修量、无需长期监控等优点。本文通过对La1-xYxNi5-yMy(M=Al,Mn)合金的研究,选择适用于氢压缩机一级压缩工质的储氢合金。采用储氢性能综合测试系统测试了合金的吸放氢性能、热力学性能、动力学性能和吸放氢循环性能,用X射线衍射分析了吸氢对合金晶胞结构的影响;用扫描电子显微镜、激光粒径分析仪表征了合金吸氢循环后的颗粒形貌及大小、裂纹形貌。研究表明,随着合金中Y含量的降低以及Al、Mn含量的增加,会使储氢合金的晶胞体积增加,平台压降低,氢化物生成焓的绝对值增加,系统稳定性提高。其中,随着Al含量的增加还会导致合金晶胞的各向异性增加,晶轴比a/c减小,吸氢量减少,而Mn对合金的吸氢量无很大影响。此外,随着Y含量的增加会加剧合金的滞后, Al的加入会降低合金的滞后,而Mn含量对合金滞后影响不是很明显。对于同一组分的合金而言,温度升高会使合金的滞后系数降低。在恒定的温度和△P条件下,La1-xYxNi5-yMy(M=Al,Mn)合金的吸氢速率随着Y含量的增加而减小,而随着Al、Mn含量的增加有逐渐加快的趋势。通常,更低的反应平台压会更利于吸氢反应快速进行,并随着氢化物稳定性的增加,其吸氢反应速率也会增加。另外,合金α+β相区的吸氢速率常数略小于β相区的,α+β相区反应中制约反应速率的关键步骤是β相的形核与长大,而β相区反应中制约反应速率的关键步骤是氢原子向β相进一步扩散。20次循环的结果表示,Mn含量的增加可以提高合金的抗粉化性能,Y的作用则不明显。La1-xYxNi5-yMny合金都比较脆,其粉化特征属于典型的脆性断裂。随着循环次数的增加,La0.2Y0.8Ni4.7Mn0.3合金的平台压会降低,吸氢动力学性能会降低,当到达1310次循环后,该合金的储氢性能会恶化。通过比较La1-xYxNi5-yMy(M=Al,Mn)合金的储氢性能,发现La0.3Y0.7Ni4.8Mn0.2合金可以满足氢压缩机的要求。经1000次循环后,虽然La0.3Y0.7Ni4.8Mn0.2合金的吸氢平台会有所降低,但吸氢量几乎不变,其吸氢动力学反而有所改善,故该合金具有良好的循环吸氢性能。