Page 21 - Zmist-n4-2015

міші 90 at.% MgH 2 + 10 at.% Al у водні за тиску 150 bar, цього ефекту дестабіліза-
ції гідридної фази Mg(Al)H 2 під час дегідрування не виявив. Автори праць [19, 20]
повідомляють про ефект зниження температури розкладу фази MgH 2 від 288 до
210°С внаслідок комплексного легування магнію Al, Ni, Ti(Mn) під час синтезу.
Однак таке падіння температури її розкладу для механічних сплавів (МС), одер-
жаних методом реактивного механічного сплавлення (РМС), автори визначали за
термографічними (ТГ) та DSK-кривими після нагрівання МС в аргоні, а не у вод-
ні. Не зрозуміло, чи можна їх вважати температурами розкладу MgH 2, що відпо-
відають рівноважному тиску водню 1 bar, і чи падатиме температура розкладу
фази MgH 2 з 288 до 210°С за тиску водню в реакторі 1 bar (за результатами [37]
температура 288°С відповідає рівноважному тиску водню 1 bar).
Нижче отримали МС Mg 87Al 3Ni 3Ti 7 методом РМС, дослідили за тиску водню
в реакторі 1 bar його десорбцію з гідридної фази MgH 2 і намагалися встановити,
чи знизяться ентальпія утворення цієї фази і рівноважна температурa її розкладу
за постійного тиску водню 1 bar за вибраних складу легувальних елементів і ме-
тоду отримання.
Для дослідження вибрали Al, оскільки він, маючи менші, ніж Mg, атомний
радіус (r Al = 1,43Å, r Mg = 1,6Å) і ентальпію утворення гідриду AlH 3 (36 kJ/mol)
порівняно з ентальпією формування гідриду MgH 2 (74 kJ/mol), може сприяти її
зменшенню (під час легування магнію і утворення твердого розчину алюмінію в
магнії [4, 33]), а отже, зниженню температури розкладу гідридної фази MgH 2 ме-
ханічних сплавів-композитів. Вибираючи Ti та Ni, керувалися тим, що ці перехід-
ні метали володіють каталітичними властивостями і під час РМС, виконуючи
роль диспергаторів, можуть суттєво поліпшити кінетику гідрування магнію, а
також згідно з теоретичним прогнозом [4] суттєво вплинути і на термодинамічну
стабільність утвореної під час синтезу фази MgH 2.
Методи досліджень. Для виготовлення МС Mg 87Al 3Ni 3Ti 7 використовували
вихідні технічні порошки Mg, Al, Ti, Ni чистотою 99,98 % з розміром частинок
100; 100; 6,7; 8 mm відповідно. Механічне сплавлення реактивним помелом сумі-
ші порошків Mg + 3 at.% Al + 3 at.% Ni + 7 at.% Ti (далі МС) виконували в кульо-
вому млині фірми “Retch” зі сталевими кулями в середовищі водню (тиск водню
1,2 МРа, швидкість обертання 450 rot/min, час помелу 12 h). Співвідношення мас
металевих куль і оброблюваної суміші порошків 20:1. Для рентгенофазового ана-
лізу зразка МС використовували дифрактометр ДРОН-3М. Дифрактограми отри-
мували в CuK a -випромінюванні з графітовим монохроматором. Знімали профіль
дифракційних ліній з кроком сканування 0,1° і витримкою в кожній точці спектра
від 10 до 20 s. Методом термодесорбційної спектроскопії (ТДС) на автоматичній
комп’ютеризованій установці вивчали вплив легувальних елементів на водень-
сорбційні властивості, термічну тривкість, кінетику десорбції водню з гідридної
фази MgH 2 одержаного МС. Установка давала можливість отримувати ізобари
десорбції-ресорбції водню за різних постійних його тисків в реакторі від 0,1 до
1,0 МРа, виконувати гідрування-дегідрування зразків за тисків водню до 10 МРа і
температур від кімнатної до 1200°С.
Результати та їх обговорення. З аналізу дифракційної картини (рис. 1) мож-
на зробити висновок, що після РМС отримали композит з новими кристалічними
фазами, яких не було у вихідній суміші порошків. Зареєстрували дифракційні
рефлекси, які належать металічному Mg та його гідридній фазі MgH 2 з тетраго-
нальною структурою, рефлекси металічного Ni та його сполуки з магнієм Mg 2NiH 4.
Крім того, зафіксували досить слабкі лінії гідридної фази ТіН 2, яка сформувалася
під час помелу вихідної суміші в атмосфері водню. Дифракційні лінії всіх фаз ме-
ханічного сплаву-композиту помітно розширені, що є наслідком суттєвого меха-

20