Nb-Ti-Ni体系氢分离合金膜的抗弯性能研究

本文开展了Nb-Ti-Ni体系氢分离合金膜的结构和抗弯性能研究。采用XRD/SEM分析了合金膜的结构和组织特征,利用三点弯曲法测定了合金膜的抗弯强度。实验结果表明,制备的Nb-Ti-Ni合金主要由bcc-Nb（Ni,Ti）固溶体和（bcc-Nb（Ni,Ti） β2-NiTi）共晶相构成,前者是渗氢功能相,后者是结构支撑相。经渗氢实验后,合金试样的抗弯性能均有下降,具有网状结构特征的合金有较好的抗弯性能。经磁场热处理后,合金微结构出现晶粒细化、晶粒沿磁场方向定向排列、固溶体相区分布改变等明显变化,合金膜的抗弯强度有不同程度的改善,其中 N7试样经0?和45?磁热处理,N5试样经90?磁热处理,其抗弯性能改善明显,说明通过磁热处理可对合金微结构进行调制,从而提高其抗弯强度。     

Nb-Ni-Ti体系氢分离合金膜的结构和渗氢性能研究

开展了Nb-Ni-Ti体系氢分离合金膜的结构和渗氢性能研究。采用XRD、SEM分析膜片的相结构和组织特征,利用Devanathan-Stachurski双电解池法测定膜片的氢扩散系数,考察膜片厚度、成分和结构组织对其氢扩散系数的影响。实验结果表明:氢分离膜的氢扩散系数均随膜片厚度的增加而增大。制备的Nb-Ni-Ti体系合金膜都具有两相结构,即先析出相(bcc-Nb(Ni,Ti)固溶体)和共晶相(bcc-Nb(Ni,Ti)+β2-NiTi),个别成分点有少量的第三相NiTi2生成。膜片成分和组织结构对氢扩散系数影响显著,当合金中先析出固溶体相比例增加时,合金中的氢扩散系数也随着增大,而Ni,Ti含量的变化引起共晶相变化,NiTi相及NiTi2相都不同程度增加了共晶相的相比例而引起氢扩散系数的降低,但同时在结构上改善了合金在吸氢膨胀过程中发生的氢脆现象。氢在Nb-Ni-Ti体系氢分离膜中的扩散系数在10-9数量级范围。     

Nb—Ti—Ni合金的显微组织与氢渗透性能

研究了Nb50Ti25Ni25及Nb40Ti30Ni30合金的显微组织及氢渗透性能,并与贵金属Pd、Pd-Ag合金及纯Nb的氢渗透性能进行了比较.两种合金的显微组织均由先析出的bcc-Nb(Ti,Ni)固溶体和bcc-Nb(Ti,Ni) B2-TiNi共晶组成.随Ni、Ti合金元素含量增加,合金中共晶相的含量增加.氢渗透温度为673 K时,两种合金的氢渗透系数分别为1.71×10-8和1.03×10-8mol·in-1·s-1·Pa-0.5,接近Pd的氢渗透系数,略低于Pd-Ag合金的氢渗透系数.共晶相的比例增加有利于提高合金的抗氢脆性能,增加先析出相的比例可提高合金的氢渗透系数.适当调整合金元素含量可获得综合性能良好的氢渗透合金.     

磁热处理对La—Mg—Ni-Co合金微结构与电化学性能的影响

考察La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5合金分别在铸态、热处理及磁热处理3种状态下的微结构及其电化学性能.通过XRD衍射及SEM分析贮氢合金的物相组成和电极合金循环后的形貌,研究Co部分替代Ni以及有无外加磁场下热处理对合金微结构与电化学性能的作用规律.结果表明:经Co部分取代的La-Mg-Ni铸态合金经过50次循环后,放电容量保持率从64.46%提高到74.80%;经磁热处理后,La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5合金的最大放电容量为324.80mA·h/g,较常规热处理合金的容量提高了10.59%,放电容量保持率为83.07%,其放电平台更为宽广且平坦:磁热处理的引入进一步降低贮氢合金电极的极化电阻,改善合金电极动力学性能.     

汽车电池用新型钒基固溶体合金的组织与性能研究

采用先球磨后烧结的两步法,进行了汽车电池用新型钒基固溶体合金V3Ti Ni0.56In0.2Zr0.1的制备,并进行了显微组织、物相组成、吸放氢性能和耐腐蚀性能的测试与分析。结果表明,该合金由大部分的V基固溶体相和少量Ti2Ni相、Ti Ni相组成;室温吸氢量高达1.654%,放氢平台压力为0.5MPa;与钒基固溶体合金V3Ti Ni0.56相比,合金的腐蚀电位正移514m V。     

磁场热处理温度对Nd0.75Mg0.25(Ni0.8Co0.2)3.8储氢合金倍率性能的影响

在不同温度下对Nd0.75Mg0.25(Ni0.8Co0.2)3.8储氢合金进行磁场热处理,分别对合金的电化学性能、磁性能、合金的相组成及点阵参数进行测试和计算。结果表明:合金在磁场热处理前后的相组成没有发生明显变化,主相均为Ce2Ni7型(Nd,Mg)2(Ni,Co)7相和CaCu5型NdNi5相。磁场热处理使Ce2Ni7型磁性相的易磁化轴沿c轴取向,且晶格参数c增大,氢质子在四面体间隙中迁移的势能减小,合金的倍率性能大幅提高。温度越高,磁场热处理对合金的倍率性能改善越明显。     

磁热处理对La-Mg-Ni-Cu合金相结构与电化学性能的影响

考察了La0.67Mg0.33Ni2.5Cu0.5合金分别在铸态、热处理后及磁热处理后3种状态下的相结构及其电化学性能.并通过XRD分析合金物相组成及SEM观察合金组织形貌,研究了Cu部分取代Ni以及有无外加磁场下热处理对合金相结构与电化学性能的作用规律.结果表明,La0.67Mg0.33Ni2.5Cu0.5铸态合金经过50次循环后,放电容量保持率从64.40%提高到72.44%;经磁热处理的La0.67Mg0.33Ni2.5Cu0.5合金最大放电容量为328.2 mAh/g,较常规热处理合金的容量提高了31.51%, 50次循环后的容量保持率为75.89%.其放电平台更为宽广且平坦;极限电流显著增大,氢在合金体相中的扩散速度加快.     

Zr-2.5Nb合金板材吸氢行为研究

采用电解法对Zr-2.5Nb合金板材进行渗氢,研究不同时间渗氢后试样的吸氢特性;运用X射线衍射仪和金相显微镜对渗氢及热处理后试样的物相结构和显微组织及氢化物分布特征进行分析,并利用LECORH600红外吸收氢测量仪对试样吸氢量进行定量分析。结果表明,合金吸氢后试样表面形成一层氢化物膜,氢化物膜主相为ZrH1.66,氢化物膜厚随着渗氢时间的延长而逐渐增加;合金试样中氢化物呈片状并沿平行板材轧制方向分布,且氢化物随试样吸氢量的增加有聚集生长的趋势,试样的吸氢量随渗氢时间呈抛物线型变化。     

热处理对包含正二十面体准晶相Ti1.4V0.6Ni合金电极的电化学性能的影响（英文）

研究了热处理前后Ti1.4V0.6Ni合金的结构和电化学性能。采用X射线粉末衍射(XRD)方法分析合金的结构。电化学特性包括放电容量、循环稳定性和高倍率放电性能等。XRD衍射分析表明,在590°C热处理30min的合金,主要包含正二十面体准晶相、Ti2Ni(FCC)相、V基固溶相(BCC)和C14Laves相(Hex)。电化学测试显示,热处理后在30°C和放电电流密度为30mA/g的条件下,合金电极的最大放电容量可达330.9mA·h/g,并且循环稳定性和高倍率放电性能也得到改善。此外,通过电化学阻抗和合金内部氢的扩散系数研究了合金电极的动力学性能。     

N2分压烧结时间对超细晶粒Ti(C,N)基金属陶瓷组织和力学性能的影响

针对真空烧结制备超细晶粒Ti(C,N)基金属陶瓷时,烧结体的易脱氮和N的分解问题,通过在液相保温阶段1 450℃通入130 Pa氮气,采用分压烧结制备了超细晶粒Ti(C,N)基金属陶瓷,研究了氮气分压烧结时间对金属陶瓷显微组织和力学性能的影响。实验结果表明,氮气分压烧结能提升试样内部组织均匀性。在氮气氛的影响下,试样最外层会形成富Ni层,材料的近表层形成TiN层。分压刚开始,试样最外层只有富Ni层,随分压时间的增加,近表层组织中黑芯相在氮气氛影响下发生溶解,黑芯相尺寸减小,环形相尺寸增加,直至黑芯相逐渐消失,形成富Ti的(Ti,W)(C,N)固溶体,固溶体通过合并长大的方式形成固溶体层,随分压时间增加,富钛的固溶体与N反应在试样近表层形成TiN层。分压烧结时间达40 min时试样的综合力学性能最佳,其抗弯强度增加了20%,达到2 350 MPa;维氏硬度增加了13.9%,达到1 635HV30;断裂韧性提升不明显。     

热处理对包含正二十面体准晶相Ti_(1.4)V_(0.6)Ni合金电极的电化学性能的影响(英文)

研究了热处理前后Ti1.4V0.6Ni合金的结构和电化学性能。采用X射线粉末衍射(XRD)方法分析合金的结构。电化学特性包括放电容量、循环稳定性和高倍率放电性能等。XRD衍射分析表明,在590°C热处理30min的合金,主要包含正二十面体准晶相、Ti2Ni(FCC)相、V基固溶相(BCC)和C14Laves相(Hex)。电化学测试显示,热处理后在30°C和放电电流密度为30mA/g的条件下,合金电极的最大放电容量可达330.9mA·h/g,并且循环稳定性和高倍率放电性能也得到改善。此外,通过电化学阻抗和合金内部氢的扩散系数研究了合金电极的动力学性能。     

渗硼对硬质合金物理力学性能及耐磨性的影响

采用不同的渗硼工艺制备了渗硼厚度不同的YG11硬质合金试样。利用经典方法测定试样的密度、洛氏硬度、抗弯强度、钴磁及矫顽磁力等性能。通过金相显微镜、场发射电子显微镜观察渗硼试样断面的组织结构,采用X射线衍射仪分析渗硼试样断面的相成分。在自制的专用磨损实验机上对比了各组试样的耐磨性能。结果表明:YG11硬质合金通过气-固相渗硼处理后,断面组织可分为渗硼层、过渡层和基体3个部分。渗硼层出现了新的硬质相W2C、CoW2B2、CoW3B3等,WC晶粒细化,钴相因渗硼得到了强化。合金的耐磨参数比未渗硼时提高了14%～30%。经渗硼后硬质合金抗弯强度下降,但韧性略有提高。     

新型钛钒系贮氢电极合金

研究了新型钛钒系贮氢电极合金Ti0.8Zr0.2V2.665Mn0.535Cr0.8Ni的相结构、微观组织及电化学性能。XRD及EDS分析表明：铸态合金主要由C14 Laves相母体和树枝晶的钒基固溶体相组成，同时由于成分偏析的缘故，合金中还存在少量的TiNi基的第三相。热处理使得合金中C14 Laves相及钒基固溶体相的晶胞参数和晶胞体积增大，促进合金成分的均匀化，同时极大地改善了合金电极的综合电化学性能。     

冷却速率对多相透氢V-Ti-Ni合金的组织与性能的影响

本文研究了冷却速率对多相V55Ti30Ni15合金的显微组织、硬度和氢渗透性能的影响。V55Ti30Ni15合金显微组织由V(Ti, Ni)固溶体、NiTi和NiTi2化合物组成。凝固时冷却速率对合金的组织和性能有很大的影响。合金铸锭凝固过程中V(Ti,Ni)固溶体的体积分数随冷却速率的增大而减小,二次枝晶臂间距和宽度也呈现出同样的变化趋势。合金硬度随着冷却速率的升高不断增大,氢渗透率却随之降低。V-Ti-Ni多相合金400℃的氢渗透率与V(Ti, Ni)固溶体体积分数成线性关系。合金铸锭氢渗透率不仅与V(Ti, Ni)固溶体的相对含量有关,而且与固溶体中Ti、Ni合金元素含量和相界的体积有关。     

氢气渗透Nb基合金的设计及特性表征

在Nb40Ti30Ni30合金的初生相(Nb,Ti)和共晶相连线上制作Nb-Ti-Ni合金.研究表明,上述直线上的合金由初生相和共晶相构成,氢渗透度Ф随Nb浓度和初生相(Nb,Ti)体积分数的增大而升高,氢渗透合金的Nb浓度扩展至68 mol%.Nb68Ti17Ni15合金由74%(体积分数)的初生相(Nb,Ti)和26%(体积分数)的共晶相{(Nb,Ti)+TiNi}组成,氢渗透度最大Ф673K达到4.91×10-8mol H2m-1s-1Pa-0.5,是Nb40Ti30Ni30合金的氢渗透度Ф673K的2.5倍,纯钯金的氢渗透度Ф573K的3.5倍.     

冷却速率对多相透氢V-Ti-Ni合金组织与性能的影响

研究了冷却速率对多相V_(55)Ti_(30)Ni_(15)合金的显微组织、硬度和氢渗透性能的影响。结果表明,V_(55)Ti_(30)Ni_(15)合金显微组织由V(Ti,Ni)固溶体、Ni Ti和NiTi_2化合物组成。凝固时冷却速率对合金的组织和性能有很大的影响。合金铸锭凝固过程中,V(Ti,Ni)固溶体的体积分数随冷却速率的增大而减小,二次枝晶臂间距和宽度也呈现出同样的变化趋势。合金硬度随着冷却速率的升高不断增大,氢渗透率却随之降低。V-Ti-Ni多相合金400℃的氢渗透率与V(Ti,Ni)固溶体体积分数成线性关系。合金铸锭氢渗透率不仅与V(Ti,Ni)固溶体的相对含量有关,而且与固溶体中Ti、Ni合金元素含量和相界的体积有关。     

贮氢合金与电力汽车

加Mo稳定化的Ti Febcc固溶体合金的贮氢性能〔1〕　具有bcc(体心立方 )固溶体结构的钛基贮氢合金 (例如Ti Cr V合金 )具有很大的贮氢容量并且无必要采取活化处理。新近报道在Ti Cr合金中加Mo能有效地使其bcc结构稳定化。另一方面 ,Ti Fe合金具有大约 1 8% (质量 )的吸氢容量 ,且廉价得多。但Ti Fe合金初始活化比较难 ,要求在 >1MPa的氢压和高达 70 0～ 80 0K的高温下处理。因此 ,为了改善Ti Fe合金的活化和贮氢性能 ,研究了加Mo的效果。试验用的合金是采用纯金属原料 ,在水冷铜坩埚中于纯氩气氛下电弧熔炼的。所得试样经过适当热处…     

退火热处理对WC-6%Co超细晶硬质合金抗弯强度的影响

本文制备了两种掺加不同晶粒长大抑制剂的WC-6%Co(质量分数)超细晶硬质合金,实验研究了退火热处理对其抗弯强度的影响。结果显示:两种超细晶硬质合金磨削加工后的试样表面产生了约400 MPa的残余压应力,退火热处理降低了表面残余压应力,从而降低了试样抗弯强度。复合添加Cr₃C₂、VC、TiC晶粒长大抑制剂的实验合金经退火热处理的试样的抗弯强度比未处理试样平均降低17.7%;复合添加Cr₃C₂、VC晶粒长大抑制剂的试验合金经退火热处理的试样抗弯强度比未处理试样平均降低11.7%,抗弯强度的降幅与合金试样表面残余压应力的降幅密切相关。     

粉末渗硼处理对Ti(C,N)基金属陶瓷组织性能的影响

通过真空烧结方法制备纳米改性的Ti(C,N)基金属陶瓷,并对其进行固体粉末渗硼处理。研究了渗硼处理对纳米改性Ti(C,N)基金属陶瓷组织与性能的影响。采用光学显微镜、SEM、XRD以及EDS等方法对组织结构进行研究,用带有刻度的显微硬度计观察渗硼层的厚度并测量显微硬度,利用DCS-5000型万能材料实验机采用三点弯曲法测试试样抗弯强度。结果表明,试样表面获得约30μm厚的渗硼层,组成成分为TiB2、MoB2、CoB和Ni3B等硼化物,渗硼试样的表面显微硬度提高43%,但抗弯强度有所下降。     

Ti(C,N)固溶体的N/C原子比对Ti(C,N)基金属陶瓷组织及力学性能的影响

本文以不同N/C原子比的Ti(C,N)固溶体为硬质相,通过真空烧结制备了Ti(C,N)基金属陶瓷。用三点弯曲法、洛氏硬度计、压痕法分别测得试样的抗弯强度、硬度、断裂韧性,并通过光学金相显微镜、XRD、SEM、EDS等手段研究了Ti(C,N)固溶体的N/C原子比对Ti(C,N)基金属陶瓷组织的影响规律。结果表明:在一定范围内随着N/C原子比的增大,Ti(C,N)固溶体在液相中溶解度下降,环形相的析出受到抑制,使得金属陶瓷的硬质相芯部逐渐细化且分散均匀,环形相厚度减薄。但Ti(C,N)固溶体的N/C原子比为6∶4及以上时,硬质相与液相之间的润湿性较差,使得金属陶瓷孔隙度增加,显微组织中开始出现亮白色的晶粒。随N/C原子比的增大,金属陶瓷的抗弯强度和硬度先增大后降低,断裂韧性逐渐降低。当Ti(C,N)固溶体的N/C原子比为5∶5时,金属陶瓷的综合力学性能最佳,其抗弯强度为2 429 MPa,硬度为92.2 HRA,断裂韧性为8.44 MPa·m~(1/2)。