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《四川大学》 2004年
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V-Ti-Cr BCC型和Ti-Fe AB型贮氢合金的吸放氢特性研究

严义刚  
【摘要】:本文评述了V-Ti-Cr BCC型和Ti-Fe AB型贮氢合金的基本特性、发展现状及存在的问题,详细研究了V-Ti-Cr合金的活化性能和活化机理,合金元素(V、Ti和Cr)对V-Ti-Cr合金的贮氢性能和微观结构的影响,Mn取代Cr对V-Ti-Cr合金的性能和微观结构的影响,添加Al对TiFe0.9Mn0.1合金性能的影响。主要取得了以下研究成果: 1).找到了一种能使V-Ti-Cr合金一次活化的方法。合金在400℃脱气半小时后,在400℃、2MPa氢压下经过一段孕育期后即可吸氢,经此活化处理的合金在室温下10min内吸氢基本可达饱和。 XPS及热力学分析表明:活化的机理是因为较高的温度和氢压为金属和氢气的界面反应以及氢气向金属内部的扩散提供了条件,而表面氧化膜与合金的活化无关。 2).V-Ti-Cr合金的贮氢性能主要由Ti/Cr比决定,随着Ti/Cr比的升高,合金的晶格常数增加,平台压力降低,过高或过低的Ti/Cr比都会恶化放氢性能。Ti/Cr比为0.7时合金具有最佳的吸放氢性能,V含量与其吸放氢性能的关联度较小。 3).含钒量10mol%和15mol%的低V贮氢合金仍可具有BCC单相结构,如V10Ti20Cr70和V15Ti30Cr35,依然具有较好的吸放氢性能,对于降低合金成本有利。 4).Mn取代Cr后,对V-Ti-Cr合金的晶格常数没有明显影响,但恶化了V-Ti-Cr合金贮氢性能,可逆吸氢量明显降低,平台变窄。 WP=3 5).Al添加后导致了TiFe0.9Mn0.1合金的贮氢容量降低、平台压力升高、平台斜度增加,同时减小了吸放氢过程的滞后能,但当Al添加量小于0.6mol%时,合金的性能没有明显下降,合金的饱和吸氢量和可逆吸氢量分别达到基体合金的95.1%和96.1%以上。 6).XRD衍射发现,随着Al的加入,TiFe0.9Mn0.1合金晶格常数下降,晶胞体积减小。Al的添加造成合金吸氢量的下降与合金晶胞体积的减小有关。SEM扫描及EDAX能谱分析发现合金晶界上存在高钛相。
【学位授予单位】:四川大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TG139

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