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1、《稀土功能材料》李霞考点预测1.什么是拉夫斯相?通武为AB2的化合物,其借助于两种不同人小的原子配合排列成密堆结构,称为Laves相。理论上Laves相的A原子和B原子半径比值rA/rB为1.255。在拉夫斯相中,金属为致密聚集的结构,有C14(MgZn2型,六方相),C15(MgCu2型,立方相)及C36(MgNi2型,六方相)3种。拉夫斯相的特征是组成范I韦I宽,允许AB2组成的波动。T训£不吸氢,减少Mn量的TiMnl.5的组成就吸氢,该合金吸红后,晶体结构几乎不变。2.★分解压力-组成等温曲线(P-C-T线)一理想形状为何会产生平台区?M(s)+評2(g)说中化(s)+Gi
2、bbs相率解释平台区吉布斯相率:F(自由度)丸(组分)-P(相数该体系的组分为金属和氢,即对于0A(金属和氢),22-2+2=2,即使温度不变,压力也要发生变化。在平台区,即AB相和气体氢),所以F=l,如温度不变,则压力也不随组成变化。在PF二2,压力随温度和组成变化。p-c-T曲线p_c_T(%)和任一温度下的分解压力值。p-c-T曲线的平台宽度与倾斜度、平台起始浓度和滞后效应是常规鉴定贮氢合彩响p-c-T平台压的物理木质:平台压的物理木质是金属氢化物的稳定性。合金的平台压越低,越有利于吸氢而不利于放氢,反Z,有利于放氢而不利于吸氢。贮氢材料要求具有良好的可逆吸放氢的能力,因此
3、平台压应当适当。1.晶胞体积人小凡是使晶胞体积增人的因素,均使氢化物的稳定性增加,平台压降低;反之,使氢化物的稳定性下降,平台压升高。2.合金成分例:LaNi5A位替代:以任何元素替代A侧的均使晶胞体积减小,使氢化物的稳定性降低,平台压升高。因为在所有的吸氢元索中,S原子半径最人;1B位替代:以金属Mn、Al、Co、Fe、Cr等元素替代B侧的Ni,均使氢化物的稳定性增加,平台压降低。因为这样元索的原子半径均人于Ni的原子半径。3.温度:温度对平台压的影响很人。因为吸氢形成氢化物是一个放热反应,所以提高温度降低氢化物的稳定性,提高平台压。反之,合金的稳定性增加,平台压降低。(依据这一
4、原理,可以设计高温和低温下使用的贮氢材料,也就是通过调节合金的成分,使合金在使用温度下有适屮的平台压力)根木的原因是,凡使体系的内能增加的因素均使氢化物的稳定性下降,平台压升高。氢在储氢材料屮的吸收和释放,取决于金属和氢的相平衡关系,彫响相平衡的因索有温度、压力和组成,因此这些参数可川于控制氢的吸收和释放。•于放氢,平台压高有利于放氢而不利于吸氢。•在同类合金屮MI氢化物生成恰H为-7〜-11H2V、Nb、Ta金属间化合物屮,将氢吸贮在金属内部;examples设ABn(n>l)B为吸热型金属,伴随着氢化物的生成,形成A—H键与键减少。近似法,贝IJ氢化物的生成热可川下武表示:H(
5、BnHm)-H(ABn)式中,AIImBnllm的生成热为较小的正值。其中这两项与金属元ABn的生成热大小决定。越不稳定,氢化物的分解压越高,这种规律称为逆稳定规则(。LaNi5,TiFe,TiMnl.5等。0.IMPa时的温度和任一温度时的平衡分解压力的高低來决定氢释放条件的评价基准。1.储氢材料粉化性能、传热问题、滞后作用2.什么叫做滞后?吸氢和释氢时,虽然在同一温度,但压力不同,这种现象称为滞后,作为储氢材料,滞后应越小越好。3.什么叫贮氢合金?贮氢材料?(1)在稀土金属屮加入某些第二种金属形成合金后,在较低温度下也可吸放氢气,通常将这种合金称为稀土贮氢合金。(2)在通常条件
6、下能可逆地人量吸收和放出氢气的特殊金属材料。M+H2=MHx+AH24.与氢反应的金属有哪些?1种是容易与氢反应,能人量吸氢,形成稳定的氢化物,并放出人量的热,这些金属主要有IA-VB族金属,如Ti,Zr,Ca,Mg,V,Nb,RE,它们与氢反应为放热反应(AH<0)放热型金属一强键合氢化物一控制储氢量2种是:金属与氢的亲和力小,但氢很容易在其小移动,氢在这些元素小的溶解度小,通常条件下不生成化物,主要是VIB-WIB过渡族金属,如Fe,Co,Ni,Cr,Cu,Al等,氢溶于这些金属时为吸热反应(△II>0)吸热型金属一弱键合氢化物一控制可逆性1.贮氢合金的热力学在一定温度和压力下
7、,许多金属,合金和金属间化合物(Me)与气态H2可逆反丿应生成,反应分3步进行。M(s)+x/2H2=MHx(s)+AII⑴开始吸收少量氢后,形成合氢固溶体(u相)氢压的平方成正比°⑵固溶体与氢进一步反,产生相变,生物相(B相)2/(y-x)MHx+H2=2/(y-x)MHy+Q(38.催化净化器的原理CO等有害物质氧化为C02和H20,将NOx还原成(1)氧化反应2C0022C02;4HC502220N022C02N2;4HC10N05N24C022206N04NH