5.2.1　微观结构及相组成分析

如图5-12所示为球磨Ti0、Ti3 以及Ti5 合金的XRD 图谱。可以看出球磨合金的衍射峰随着TiF3 含量的增加逐渐宽化,这表明在球磨CeMg12 合金的过程中添加TiF3 有助于合金内部形成非晶纳米晶结构。除此之外,球磨CeMg12/TiF3 合金均由多相结构组成,其主相均为Ni、CeMg12 及Mg2Ni。对于添加TiF3 的合金内部还含有少量的CeNi2 及CeNi3。有文献报道在球磨镁基储氢合金过程中添加Ni可以降低合金由晶态转变为非晶态的活化能,而在本研究中可能正是Ni和TiF3 的协同作用增强了CeMg12 合金的非晶纳米晶形成能力。相关文献也报道在对储氢合金球磨过程中添加一定量的Ni可以降低合金由晶态转变为非晶态的活化能,这对于增强合金的非晶形成能力是有利的。

如图5-13 所示为球磨Ti0、Ti3 以及Ti5 合金的HRTEM 和EDS图谱。显然,Ti0 合金具有显著的纳米晶结构;Ti3 和Ti5 合金显示出非晶环抱纳米晶的结构特征,其宽化和模糊的电子衍射环进一步证明非晶结构的存在。通过比较不同含量TiF3 下合金的HRTEM 和EDS图谱可以看出随着TiF3 含量的增加合金内部的非晶纳米晶形成能力逐渐增强,这与上述XRD 分析结果相一致。除此之外,通过分析HRTEM 图谱上不同区域的晶格间距认为在球磨CeMg12 合金的过程中添加Ni和TiF3 可以促使合金内部形成MgF2 和TiNi相。结合文献调研发现形成的MgF2 能够降低合金氢化物的热稳定性进而改善电化学放电性能;TiNi相在改善电化学放电容量及循环稳定性方面发挥一定作用。

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图5-12　球磨Ti0、Ti3 以及Ti5 合金的XRD图谱

图5-13　球磨合金的高分辨透射电镜及选区电子衍射图谱:(a)Ti0;(b)Ti3;(c)Ti5