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《vticrfe貯氫合金的結(jié)構(gòu)與吸放氫行為研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、V-Ti．Cr-Fe貯氫合金的結(jié)構(gòu)與吸放氫行為研究材料學(xué)專業(yè)研究生：嚴(yán)義剛指導(dǎo)教師：陳云貴教授釩基貯氫合金在室溫下可快速吸放氫，理論容量達(dá)到3．8wt％以上，因而受到廣泛的關(guān)注。采用純金屬釩制備的ⅥI基合金，如V-Ti=Cr合金，具有較高的放氫量，但其成本很高、活化比較困難，人們曾嘗試采用FeV80合金制備高容量釩基貯氫合金，但是沒有成功．本文針對以上問題，在查閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，提出研究思路及研究方案。通過成分調(diào)控、XRD、SEM／EDs組織結(jié)構(gòu)分析及PCT吸放氫行為表征，并結(jié)合數(shù)理分析處理方法，研究構(gòu)建了新型
2、V-Ti-Cr-Fe四元合金體系，研究了Vm-Cr-Fe四元釩基貯氫合金體系吸放氫特性的影響因素，研究了FeV80合金中主要雜質(zhì)(如AI、Si)對V-Ti．Cr-Fe合金性能的影響，分析了采用FeV80合金制備高容量釩基貯氫合金的可行性，并通過添加少量稀土元素改善Ⅵj．Cr-Fe合金的活化性能，取得了如下重要的研究結(jié)果：建立了新型的v二Ti-Cr-Fe合金體系。弄清了晶格常數(shù)(4)及電子濃度(C)對v珂Cr-Fe合金的影響。當(dāng)a<0．3030rim時，隨著a的增大，合金的吸氫量逐漸增大；當(dāng)口四．3030rim，繼
3、續(xù)增大a時，合金的吸氫量變化趨于平緩；因此，口邳．3030rim時，合金可以獲得較高的吸氫容量；合金的放氫量隨著a的增加，先增加后降低，當(dāng)a在0．3030--0．3050rim之間時，合金具有較大的放氫量；當(dāng)a--0．3036nm時放氫量達(dá)到最大值。當(dāng)C≯5．25時，不利于合金吸氫，且當(dāng)C繼續(xù)增大時，吸氫量將顯著降低；當(dāng)G在5．13---5．25之間時，合金可獲得較高的放氫量。設(shè)定刪．3036nm及V／Fe=5，利用合金成分與晶格常數(shù)的關(guān)系在15at％--,60at％V范圍內(nèi)建立四元V-Ti-Cr-Fe合金體系，
4、開發(fā)出了一系列可采用價廉的FeV80中間合金作為原料的V-Ti．Cr-FeBCC合金，其晶格常數(shù)在0．3040--0．3053nm范圍內(nèi)，電子濃度在5．14--,5．23范圍內(nèi)。當(dāng)釩含量在20at％--55at％時，所開發(fā)的合金吸氫量大于3．55wt％，放氫量大于2．03wt％，而當(dāng)釩含量超出這一范圍時，不易獲得具有高吸放氫容量的含F(xiàn)e合金；當(dāng)釩含量在30at％--45at％之間時，開發(fā)的合金組織、結(jié)構(gòu)及吸放氫性能非常接近，晶格常數(shù)達(dá)到0．3042nm左右，吸氫量均>3．70wt％，放氫量筮．20wt％，其中合金
5、V4池8．4Cr23．6Fe8具有最高的吸放氫容量，298K吸放氫容量分別可達(dá)到3．82wt％和2．30wt％，是V．n．Cr-Fe四元合金體系中容量最高的。針對FeV80中間合金中含有雜質(zhì)Al的問題，研究了(V30a晤35Cr25Felo)l∞捌；合金中A1的作用，研究表明(o~5ac％)AI的添加對V30Ti35Cr25FeloBCC合金的組織結(jié)構(gòu)無明顯影響，合金依然為BCC固溶體結(jié)構(gòu)，但是晶格常數(shù)增大，吸放氫容量降低，平臺壓力升高。且隨著Al含量的升高，合金的吸放氫容量降低，而平臺壓力升高；當(dāng)舢含量不超過1
6、．5at％時，合金的吸放氫容量沒有明顯降低，分別達(dá)到3．42wt％和1．84wt％以上。針對FeV80中間合金中含有雜質(zhì)si的問題，研究了(v3扭350r25Felo)lo嘛six(x=o~2．5)合金中si的作用，研究表明在v30Ti35Cr25FeloBCC合金中添加si后，合金中出現(xiàn)C14Laves第二相，隨著Si含量的增加，Laves相含量將增加，而BCC相和其晶格常數(shù)均降低。Laves相主要分布于合金的晶界處，si在其中富集；Laves相的產(chǎn)生顯著地提高合金活化性能，使合金在室溫下無需活化處理、經(jīng)過短暫
7、孕育期后就可以快速吸氫。si的添加引起合金的吸放氫容量降低，平臺壓力升高，平臺斜率增大。si含量不超過1．0at％時，合金的吸氫量不會明顯降低；不超過O．63at％時，放氫量無明顯降低。同樣針對雜質(zhì)Si的問題，研究了添加lat％Si的(30～70)V-Ti—Cr-Fe(Ti：Cr：Fc=35：25：10)合金，研究表明：釩含量的升高有利于提高合金中BCC相的含量，從而提高合金的吸放氫容量；當(dāng)釩含1}2_42at％時，1．0at％Si的添加不明顯影響合金的吸放氫容量，但是明顯提高合金的活化性能和平臺分解壓力。針對雜
8、質(zhì)舢和Si的協(xié)同作用問題，研究了V30Ti35Cr25Felo-AlL25Six(】【=肌1．O)合金，研究表明含Si合金由BCC相和C14Laves相構(gòu)成，Laves相的含量隨著Si含量的增加而增加；隨著si含量的增加，合金的吸放氫容量降低，平臺壓力升高。Si對v3躅35Cr25Felo-A11．25和對V30Ti35Cr25Felo合金的影響類似，同時添加的觸和Si對
