1、中文 4700 字， 3340 单词， 17000 英文字符 出处： International Journal of Hydrogen Energy, 2013, 38(3): 1236-1243 关于铝合金制氢以及机械性能的研究 Huihu Wanga, Ying Changb, Shijie Donga, Zhifeng Leia, Qingbiao Zhub, Ping Luoa, Zhixiong Xiea 湖北工业大学，机械工程学院，中国湖北省武汉市励志路 430068 文章信息 文章历史 ： 2012 年 8 月 20 日收到 2012 年 11 月 5 日收到修改版 2012
2、年 11 月 6 日收录 某年某月某日在线可阅 摘要： 用机械合金化的方法将一系列的铝合金与诸如镓，铟，锡这样的低熔点合金合成。通过 XRD 和 SEM 技术可以得到不同铝合金的物相组成和形态。通过对铝合金与水在温和条件（室温下的中性水）下反应的研究，可以得出：铝 -镓，铝 -铟，铝 -锡组成的二元合金以及铝 -镓 -锡组成的三元合金没有氢气产生，而铝 -镓 -锡和铝 -铟 -锡三元合金有氢气产生，并且铝-铟 -锡合金的氢气生成速率比铝 -镓 -铟合金更大，基于铝 -镓 -铟和铝 -铟 -锡三元合金体系， 铝-镓 -铟 -锡四元合金的产氢性能得到很大提高，以铝基加 3%镓， 3%铟， 5%锡组
3、成的四元合金与自来水反应氢气的转换速率接近 100%，在蒸馏水或者去离子水中氢气的生成速率最高可以达到 1560mL/g min。据称脆化铝与液态镓 -铟 -锡所形成的固溶体和 In3Sn， InSn4金属间化合物所形成的活化点都有助于铝 -镓 -铟 -锡四元合金在室温下的高活性。 关键词： 铝合金，机械合金，制氢 1 简介 当今，化石燃料的消耗以及全球范围内的环境问题都对清洁和可再生能源的供给提出了迫切需求，在各种不同的燃料中，氢能已经被证明是最 洁净，最有可能取代化石燃料的能源。在过去的二十年里，很多方法包括生物法，水电解，水裂解，蒸汽部分氧化法用来制氢，然而，低转化率，高成本，不清洁的准
4、备过程，已及氢气的运输与储存限制了他们的运用。近来，一种基于轻质金属及其氢化物与水反应制取氢气的方法受到了越来越多的关注，这种方法被认为是最有前景最具可行性的方法。在那些物质中，铝因其价廉，易得，环保并且可以作为易带式氢气发生装置而成为最具潜力的候选材料。同时，铝通过 H-H 方法的水解作用的反应物很容易进行循环。 然而，我们知道铝的表面形成的氧化物薄层可以阻止铝与水 的经一步反应，这将阻碍氢气的产生。所以纯铝在温和的环境中不能产生氢气，例如室温或是中性水中。具报道留在碱性环境或是提高温度铝可以与水反应产生氢气。然而，反应发生后恶劣的环境可以破坏电气设备，这也使得便携式或是家庭使用变的不合时宜
5、。因此，研究在温和条件下用活化合金产生氢气就变的比较重要。 目前，有人已经研究了两种制造这种活化铝合金的方法。一种方法是用水银润湿铝的表面。铝与汞之间的汞齐作用将阻止铝表面氧化铝薄层的产生。然而汞对人有毒并且不安全。另一种方法是向铝里加诸如镓，铟，锌，锡和铋这样的低温合金。克拉夫琴 科发现用熔融法得到的加有镓，铟，锌，锡的铝合金可以与 75-82 的水反应。然而在室温下铝合金却不能与水反应。法恩用机械合金法得到铝 -铋（ 10%-30%铋）合金。研究表明相对于熔融法这种铝 -铋合金具有更高的活性。铋的加入可以显著增强室温下铝与水的反应。然而由于铋的加入量很高这种活化铝合金很贵并且在室温下雨水的
6、反应也非常缓慢。为了降低低熔点合金尤其是镓，铟的用量，埃塞俄比亚人 A.VI 制作了加有 2-3%镓的合金并且发现在 20-25 的室温下就能产生氢气。然而，氢气的产量只打到了理论值的 50-55%。此外，镓化合金 在机械合金化之前就被制造出来，这增加了活化合金的复杂性以及成本。因此如何增加温和条件下氢气的转化率同时降低镓和铟的用量依然是一件具有挑战性的工作。 在这个实验过程中，我们把镓，铟，锡作为合金元素用机械合金化的方法制造了不同的铝合金。研究了温和条件下氢气的生成量，生成速率以及转化效率。不同铝合金的相组成，晶体形态，生成产物各不相同。通过对氢气生成性质，微观形貌的分析，进而讨论了铝的活化机理。 2.实验内容 原料是铝（ 99.99wt%） ,镓（ 99.99wt%），铟（ 99.99wt%），锡 (99.99wt%)。按 质量份数混合的不同的合金元素粉末填充在充氩气手套箱中。机械合金放在球磨机中粉磨。球 |粉比和球磨时间分别被设定为 6:1 和 6h。将得到的产品储存在室温下的充氩气试样瓶中。表 1 试样的配方组成 水解作用
