《稀土系儲氫合金吸放氫反應熱力學性能測試 范德霍夫法》

ICSXX.XXX.XX

CCSXXXX

團體標準

T/CSTMXXXXX—202X

稀土系儲氫合金吸放氫反應熱力學性能測試

范德霍夫法

Thermodynamicpropertiestestofrareearthhydrogenstoragealloys

forhydrogenabsorptionanddehydrogenationreactions

Van’tHoffmethod

202X-XX-XX發(fā)布202X-XX-XX實施

中關村材料試驗技術聯盟發(fā)布

T/CSTMXXXXX—202X

稀土系儲氫合金吸/放氫反應熱力學性能測試范德霍夫法

警示——使用本文件的人員應有正規(guī)實驗室工作的實踐經驗。本文件并未指出所有可能的安全問

題。使用者有責任采取適當的安全和健康措施，并保證符合國家有關法規(guī)規(guī)定的條件。

1范圍

本文件規(guī)定了稀土系儲氫合金吸放氫反應熱力學性能測試的方法。

本文件適用于稀土系儲氫合金吸放氫反應熱力學性能的測定。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅

該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T678化學試劑乙醇（無水乙醇）

GB/T3634.2氫氣第2部分：純氫、高純氫和超純氫

GB/T4842氬

GB/T4844純氦、高純氦和超純氦

GB/T6379.2測量方法與結果的準確度(正確度與精密度)第2部分:確定標準測量方法重復性與

再現性的基本方法

GB/T8170數值修約規(guī)則與極限數值的表示和判定

GB/T29918稀土系儲氫合金壓力-組成等溫線（PCI）的測試方法

3術語和定義

GB/T15676界定的術語和定義適用于本文件。

4方法提要

根據Van’tHoff方程，以測試溫度的倒數為橫坐標，以氫平衡壓的自然對數為縱坐標作圖，所得直線的

斜率為最小標準焓變除以氣體常數R，其截距為標準熵變除以氣體常數R，通過三組的平衡氫壓與溫度數據

計算可得出合金的氫化焓變ΔH和熵變ΔS。

5測試

按照GB/T29918中的體積法測定樣品分別在313K、333K、353K三個溫度下的P-C-I曲線。

6試驗結果

1

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6.1根據GB/T29918中的方法計算樣品在相應測試條件下吸/放氫過程的平衡壓，得到一組PH2和測試溫

度T的數據，三個溫度共得到三組PH2和T的數據。

6.2通過吉布斯自由能與其它熱力學參數的關系式可以得到以下關系式：

……………………（1）

…………（2）

式中：

△G——標準吉布斯自由能

△H——標準焓變化量

△S——標準熵變化量

Kp——平衡常數

R——氣體常數

T——熱力學溫度

由Van’tHoff方程變形可得，

HS1

lnP=??…………（3）

H2RTR

式中：

△H——金屬氫化物的生成焓；

△S——熵變量；

R——氣體常數

式3符合直線方程y=kx+b形式，則以測試溫度T的倒數為橫坐標，以負的氫平衡壓的自然對數為縱坐標作

圖，可得到一條直線，即樣品的氫化反應Van'tHoff圖。

注：如三組數據中出現較大偏差點，需重新核實測試準確性。

6.3讀取該直線的斜率和截距。

HS

k=，b=，分別將k和b乘以氣體常數R，即可得到合金的氫化焓變ΔH和熵變ΔS。

RR

結果保留兩位有效數字，數值修約按照GB/T8170規(guī)定執(zhí)行。

7精密度

7.1重復性

在重復性條件下獲得的兩次獨立測試結果的測定值的差值不超過重復性限（r），超過重復性限（r）的

情況不超過5%，重復性限（r）使用表1的測試溫度下測得的數據按照GB/T6379.2的規(guī)定求得。

2

T/CSTMXXXXX—202X

表1重復性限

吸氫焓變吸氫熵變放氫焓變放氫熵變

1.1442.1271.0932.367

7.2再現性

在再現性條件下獲得的兩次獨立測試結果的差值不超過再現性限（R），超過再現性限（R）的情況不超

過5%，再現性限（R）使用表2的測試溫度下測得的數據按照GB/T6379.2的規(guī)定求得。

表2再現性限

吸氫焓變吸氫熵變放氫焓變放氫熵變

1.3503.8961.6773.914

8試驗報告

試驗報告應包括以下內容：

a）本標準號；

b）鑒別試樣的必要說明；

c）測試時間；

d）測定結果；

e）本標準未規(guī)定的操作；

f）可能影響結果的任何情況。

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附錄A

（資料性）

起草單位和主要起草人

本文件起草單位：包頭稀土研究院

本文件參加起草單位：內蒙古稀土功能材料創(chuàng)新中心有限責任公司、鋼鐵研究總院有限公司、揚州大學、內

蒙古稀奧科貯氫合金有限公司、內蒙古科技大學、鄂爾多斯應用技術學院、中?。ㄎ⑸剑┫⊥?/p>