表面层对镁基储氢合金有那些影响？
一般认为，合金的储氢量、金属氢化物生成焓、合金的 p-C-T 特性、氢在合
金中的扩散、吸放氢过程中的相变和体积膨胀等与合金的种类、成分和晶体结构
等相关；而合金的活化性能、反应动力学性能等与其表面特性相关
合金的表面
层在吸放氢过程中起着重要的作用，在固气反应中，由于储氢合金的表面催化作
用，气体在合金表面解离成氢原子，氢原子向合金内部扩散，并留在金属原子间
隙中。当体系升温时，氢又被释放出来。反复吸放氢，合金体积发生反复膨胀和
收缩，*终导致微粉化，使合金的热传导性能降低。此外，合金与一些酸溶液反
应时，表面容易形成钝化膜，从而使合金失去活性。表面处理是对合金表面进行
化学或者物理处理，目前研究的方法主要有以下几种：
① 氟化处理
氟化处理就是在 HF 或含氟溶液中处理储氢合金，在氟化物形成的过程中，pH
值的特征有三个典型的阶梯状变化过程。在氟化的初期阶段，合金表面的氧化物
逐渐溶解；**阶段形成氟化物，在表面形成一层富 Ni 层；伴随着 pH 值移向碱
性而形成氢氧化物。氟化物层的形成有利于比表面积的增大与颗粒细化，促进氢
透过点的增加，同时这层氟化物也可保护表面，防止水、空气、碳酸气及一氧化
碳等杂质的侵害，对分子和离子态氢有选择性透过的性质，发挥促进位于其下层
的富 Ni 层长的单原子化的效果。氟化处理提高了合金的吸氢量，缩短活化周期，
改善合金的吸放氢性能。
应用氟化处理技术来改善 Mg 基合金的表面特性，结果表明，合金经
表面处理后, 氢化性能有所提高, 处理后的合金在比较温和的条件下表现出良好
的吸氢性能, 一般在 313 K 就可以吸氢。Liu 等对氟化处理后的 Mg2Ni 在较低温
度下的氢化行为进行了研究，在 333，318 甚至 303 K, 氟化处理 Mg2 Ni 在*初的
30 min 内均可迅速活化，3 h 后吸氢量相当于 Mg2 NiH0.1。他认为氟化处理去除了
合金表面的氧化膜，形成了与氢有较好亲和力的 MgF2，加快了 Mg2 NiH4的形核。
SEM 实验发现，氟化处理后 Mg2 Ni 在晶界上出现了裂纹，这些微裂纹为氢原子从
表面向合金内部的扩散提供了通道，加快了*初的吸氢速度。
② 机械合金化
对 Mg-Ni 系储氢合金表面处理*有效的方法是机械合金化(MA)。这种方法
是在氩气或氢气气氛下，在机械驱动力作用下，使非平衡相形成和转变，同时合
金粉末的组织结构也逐步细化，达到不同组元原子间相互渗透和扩散的目的，发
生合金化反应。Chen Y 等人在室温氢气气氛下，通过金属粉末机械合金化，制
得了 MgH2。研究结果表明，在磨碎过程中，磨球碰撞造成金属粉末的粉化和分解，
对氢化反应起到重要作用。
表面层对镁基储氢合金有那些影响？
已有研究表明，镁系合金中添加 Ti、Al、Y 等元素可在一定程度上抑制表面
氧化层的形成。在提高储氢合金的放电容量，减缓腐蚀，提高循环稳定性等方面
具有积极的作用。
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