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貯氫金屬

    某些過(guò)渡金屬和合金，由于其特殊的晶格結(jié)構(gòu)等原因，氫原子比較容易透入金屬晶格的四面體或八面體間隙位中，形成金屬氫化物，這類材料可以貯存比其體積大1000～1300倍的氫，貯存氫的密度比液氫還高。由于氫與金屬的結(jié)合力較弱，加加熱時(shí)氫就能從金屬中放出。這實(shí)際上是金屬吸氫和放氫的可逆過(guò)程，叫做可逆貯氫。稀土尤其是鑭和鎳的金屬間化合物，例如LaNi₅具有較好的貯氫性能，其吸氫和釋放氫的過(guò)程可以用下式表示

LaNi₅+3H₂ ? LaNi₅H₆+Q

    目前，正在研究和接近實(shí)用的貯氫材料有：Mg₂Cu、TiFe、TiMn、TiCr₂、LaNi₅、ZrMn₂和含稀土金屬（La、Ce）的Ni、Zr、Al或Cr－Mn組成的多元合金。
    貯氫材料具有的吸氫與放氫功能，以及吸氫放氫過(guò)程中伴隨產(chǎn)生的熱效應(yīng)，使其在許多領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景：
    （1）氫氣的貯運(yùn)和提純。貯氫材料不但能貯氫，而且由于LaNi₅只與氫形成不穩(wěn)定的氫化物，因此LaNi₅放氫后有很好的提純效果，僅需一次吸－放氫循環(huán)，就可以把氫氣提純到99．99999％。稀土貯氫（純化）器作為方便的氫源，已用于氫原子鐘、氣相色譜儀及冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)等方面，還用于氨廠從吸洗氣中回收并凈化高純氫氣。
    （2）高性能充電電池。鎳－金屬氫化物（Ni－MH）電池作為新型的二次電池，已得到大力發(fā)展，其電池反應(yīng)如下

在這種密閉電池中放置LaNi₅貯氫材料，在電池充電時(shí)，電池反應(yīng)放出氫氣，且壓力迅速增加，超過(guò)LaNi₅平衡壓力時(shí)，則氫氣被吸收；在電池放電時(shí)，氫氣由LaNi₅H_m解析出來(lái)，同NiOOH作用，生成Ni（OH）₂并放出電子。這種種電池性能優(yōu)異，在宇航、袖珍計(jì)算器、移動(dòng)電話、電動(dòng)汽車等方面有著廣泛應(yīng)用。

 記憶合金
    記憶合金是近20年發(fā)展起來(lái)的一種新型金屬材料。這種材料在一定外力作用下使其形狀和體積發(fā)生改變，然后加熱到某一溫度，它能夠完全恢復(fù)到變形前的幾何形態(tài)，這種現(xiàn)象稱為形狀記憶效應(yīng)，具有形狀記憶效應(yīng)的合金稱為形狀記憶合金，簡(jiǎn)稱記憶合金。目前已知的記憶合金有Cu－Zn－X（X＝Si、Sn、Al、Ga），Cu－Al－Ni，Cu－Au－Zn，Cu－Sn，Ag－Cd，Ni－Ti（Al），Ni－Ti－X，F(xiàn)e－Pt（Pd）等。
    記憶合金具有形狀記憶效應(yīng)的原因是，這類合金存在著一對(duì)可逆轉(zhuǎn)變的晶體結(jié)構(gòu)。例如含Ti、Ni各50％的記憶合金，有菱形和立方體兩種晶體結(jié)構(gòu)，兩種晶體結(jié)構(gòu)之間有一個(gè)轉(zhuǎn)化溫度。高于這一溫度時(shí)，會(huì)由菱形結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎浇Y(jié)構(gòu)，低于這一溫度時(shí)，則向相反方向轉(zhuǎn)變晶體類型的轉(zhuǎn)變導(dǎo)致了材料形狀的改變。
    用記憶合金可制成隨溫度變化而脹縮的彈簧，用于暖房、玻璃房頂窗戶的啟閉。氣溫高時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)，頂窗打開；氣溫低時(shí)，彈簧收縮，氣窗關(guān)閉。