一种贮氢合金压力浓度温度性能测试方法

摘要

一种贮氢合金PCT性能测试方法，用压力计或电离规测出总压强值P_t，用四极质谱计测得样品室所有气体的质谱，用石英振荡微天平计测量薄膜质量的微小变化即薄膜吸氢或放氢量的变化；根据公式计算得到氢分压pH₂、氢浓度C_H：从而绘制出PC曲线。本发明用质谱法测量氢分压结合动态的石英振荡微天平方法测量含氢量，在测量氢分压的同时测定贮氢材料的含氢量；由于质量测量方法和压力测量方法都是高精度的测量方法，因此测量达到前所未有的精度。

主权项

1、一种贮氢合金压力浓度温度性能测试方法，其特征在于：(1)在某一温度T下对待测薄膜贮氢材料充氢或放氢；(2)在充氢或放氢过程中某一时刻，用压力计或电离规测出总压强值P_t，用四极质谱计测得样品室所有气体的质谱，用石英振荡微天平计测量薄膜质量的微小变化即薄膜吸氢或放氢量的变化；(3)计算得到该时刻的氢分压，公式如下： $p_{H_2}=p_t·\frac{s_{H_2}}{s}=p_t·\frac{\underset{n_1}{\overset{n_2}{\int }}{I}_n\mathrm{dn}}{\underset{1}{\overset{N}{\int }}{I}_n\mathrm{dn}}$式中：、S分别是氢气体峰的面积和所有气体峰的面积；I_n是离子流的强度；N是质谱计的测量上限质量数；n₁、n₂分别是某气体峰起始质量数和终了质量数；n是质量数，其值在质谱计测量的质量数范围内；(4)计算得到该时刻待测薄膜贮氢材料样品中氢浓度C_H：对于充氢过程： $C_H=\frac{{\mathrm{\Delta M}}_q}{M_{\mathrm{film}}}$对于放氢过程： $C_H=\frac{M_0-{\mathrm{\Delta M}}_q}{M_{\mathrm{film}}}$其中M_film为贮氢合金膜的质量，M₀为放氢前样品中的初始氢含量；ΔM_q是薄膜质量的变化计算公式如下： ${\mathrm{\Delta M}}_q=-A·\Delta f_q\left(\frac{{\rho }_M{V}_q}{2f_q^2}\right)$式中：A是贮氢材料膜的面积，cm²；Δf_q是频率改变量，Hz；f_q是在充氢或放氢前的响应频率，Hz；ρ_M是贮氢合金薄膜的密度，g/cm³；V_q是石英中的声波速度3.336×10⁵cms^-1；(5)依据上述方法测得充氢或放氢过程中的氢平衡压力、和C_H平衡时的氢浓度，从而绘制出PC曲线。