电弧熔炼和熔融旋压制备的Mg1.95Ag0.05Ni合金的全面结构与氢化分析：实验与理论方法

《International Journal of Minerals Metallurgy and Materials》：Comprehensive structural and hydrogenation analysis of arc-melted and melt-spun Mg1.95Ag0.05Ni: Experimental and theoretical approaches

　　

摘要

本研究探讨了银（Ag）替代对Mg₂Ni基合金微观结构和储氢性能的影响。通过密度泛函理论（DFT）计算以及通用机器学习原子间势能模型，研究了Ag替代如何降低氢化物的解吸能量。对电弧熔炼的Mg_1.95Ag_0.05Ni合金和熔融旋压的Mg_1.95Ag_0.05Ni带材的实验分析揭示了这两种不同制备方法所导致的结构变化。X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、差热分析（DTA）、热重分析（TGA）和透射电子显微镜（TEM）证实了微观结构的优化。此外，还使用Sievert型检测器和电化学装置测量了熔融旋压带材的储氢性能。Sievert型检测结果显示氢的吸收和解吸量约为3wt%；电化学测量表明初始放电容量为80 mAh/g，但随循环次数的增加逐渐下降。X射线光电子能谱（XPS）明确证实了银的替代作用，并详细揭示了材料在长期暴露于环境条件下的表面氧化过程。研究结果表明，银的掺入在调控微观结构方面起着关键作用，并显著提升了储氢性能。