《稀土系储氢合金吸放氢反应热力学性能测试 范德霍夫法》

ICSXX.XXX.XX

CCSXXXX

团体标准

T/CSTMXXXXX—202X

稀土系储氢合金吸放氢反应热力学性能测试

范德霍夫法

Thermodynamicpropertiestestofrareearthhydrogenstoragealloys

forhydrogenabsorptionanddehydrogenationreactions

Van’tHoffmethod

202X-XX-XX发布202X-XX-XX实施

中关村材料试验技术联盟发布

T/CSTMXXXXX—202X

稀土系储氢合金吸/放氢反应热力学性能测试范德霍夫法

警示——使用本文件的人员应有正规实验室工作的实践经验。本文件并未指出所有可能的安全问

题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。

1范围

本文件规定了稀土系储氢合金吸放氢反应热力学性能测试的方法。

本文件适用于稀土系储氢合金吸放氢反应热力学性能的测定。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅

该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T678化学试剂乙醇（无水乙醇）

GB/T3634.2氢气第2部分：纯氢、高纯氢和超纯氢

GB/T4842氩

GB/T4844纯氦、高纯氦和超纯氦

GB/T6379.2测量方法与结果的准确度(正确度与精密度)第2部分:确定标准测量方法重复性与

再现性的基本方法

GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定

GB/T29918稀土系储氢合金压力-组成等温线（PCI）的测试方法

3术语和定义

GB/T15676界定的术语和定义适用于本文件。

4方法提要

根据Van’tHoff方程，以测试温度的倒数为横坐标，以氢平衡压的自然对数为纵坐标作图，所得直线的

斜率为最小标准焓变除以气体常数R，其截距为标准熵变除以气体常数R，通过三组的平衡氢压与温度数据

计算可得出合金的氢化焓变ΔH和熵变ΔS。

5测试

按照GB/T29918中的体积法测定样品分别在313K、333K、353K三个温度下的P-C-I曲线。

6试验结果

1

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6.1根据GB/T29918中的方法计算样品在相应测试条件下吸/放氢过程的平衡压，得到一组PH2和测试温

度T的数据，三个温度共得到三组PH2和T的数据。

6.2通过吉布斯自由能与其它热力学参数的关系式可以得到以下关系式：

……………………（1）

…………（2）

式中：

△G——标准吉布斯自由能

△H——标准焓变化量

△S——标准熵变化量

Kp——平衡常数

R——气体常数

T——热力学温度

由Van’tHoff方程变形可得，

HS1

lnP=•−…………（3）

H2RTR

式中：

△H——金属氢化物的生成焓；

△S——熵变量；

R——气体常数

式3符合直线方程y=kx+b形式，则以测试温度T的倒数为横坐标，以负的氢平衡压的自然对数为纵坐标作

图，可得到一条直线，即样品的氢化反应Van'tHoff图。

注：如三组数据中出现较大偏差点，需重新核实测试准确性。

6.3读取该直线的斜率和截距。

HS

k=，b=，分别将k和b乘以气体常数R，即可得到合金的氢化焓变ΔH和熵变ΔS。

RR

结果保留两位有效数字，数值修约按照GB/T8170规定执行。

7精密度

7.1重复性

在重复性条件下获得的两次独立测试结果的测定值的差值不超过重复性限（r），超过重复性限（r）的

情况不超过5%，重复性限（r）使用表1的测试温度下测得的数据按照GB/T6379.2的规定求得。

2

T/CSTMXXXXX—202X

表1重复性限

吸氢焓变吸氢熵变放氢焓变放氢熵变

1.1442.1271.0932.367

7.2再现性

在再现性条件下获得的两次独立测试结果的差值不超过再现性限（R），超过再现性限（R）的情况不超

过5%，再现性限（R）使用表2的测试温度下测得的数据按照GB/T6379.2的规定求得。

表2再现性限

吸氢焓变吸氢熵变放氢焓变放氢熵变

1.3503.8961.6773.914

8试验报告

试验报告应包括以下内容：

a）本标准号；

b）鉴别试样的必要说明；

c）测试时间；

d）测定结果；

e）本标准未规定的操作；

f）可能影响结果的任何情况。

_________________________________

3

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附录A

（资料性）

起草单位和主要起草人

本文件起草单位：包头稀土研究院

本文件参加起草单位：内蒙古稀土功能材料创新中心有限责任公司、钢铁研究总院有限公司、扬州大学、内

蒙古稀奥科贮氢合金有限公司、内蒙古科技大学、鄂尔多斯应用技术学院、中稀（微山）稀土