吸铸对钛钒铬基合金结构和贮氢性能的影响

研究了吸铸对钛钒铬基合金结构和贮氢性能的影响。结果表明：吸铸有利于钛钒铬基合金单一BCC结构固溶体相的形成，使合金相的点阵常数略有减小；吸铸使钛钒铬基合金的放氢压力平台的斜率因子Sf降低，平台压力略有降低，活化性能变差，还使合金吸氢量和放氢量均有提高；随着Cr含量的增加，合金放氢的平台压力逐渐升高，放氢量提高。     

成份调整对V-Ti-Cr-Fe合金吸放氢性能的影响

分别调整Ti／Cr比及V含量，对V-Ti-Cr-Fe系四元合金的室温吸放氢性能进行了研究。结果表明：随V30Ti31＋xCr29-xFe10合金中Ti／Cr增大，合金吸氢量增大，放氢平台压降低，Ti／Cr〉1．2时放氢量减小，298K最大吸氢量3．66％（质量），最大放氢量2．0％（质量）；随Vx（TiCrFe）100-x（Ti-Cr-Fe=7：5：2）中V含量增大，合金吸氢量增大，放氢量增大，放氢平台压降低，V含量20％（原子）的合金中出现Laves相，298K最大吸氢量3．73％（质量），最大放氢量2．08％（质量）。     

Mn含量对(V60Ti22.4Cr5.6Fe12)100-xMnx(0≤x≤3)合金吸放氢性能的影响

系统研究了采用FeV80中间合金制备的低成本(V60Ti22.4Cr5.6Fe12)100-x Mnx(0≤x≤3)合金的吸放氢性能及微观组织结构。XRD及PCT测试结果表明,随着Mn含量的增加,合金的晶格常数减小,放氢平台压先升高后降低;吸氢量随Mn含量的增加不断降低,而Mn含量的增加对放氢量没有显著影响。当Mn含量为2.5 at%时,合金室温下的放氢平台压达到最大值0.14 MPa,吸氢量为3.64%(质量分数,下同),放氢量为2.00%。SEM及EDS分析表明,不同Mn含量的合金均由bcc主相、富钛二相及稀土氧化物相组成,且Mn主要存在于合金的bcc主相中,而在富钛二相中分布相对较少。     

Ni对V55Ti20．5Cr18．1Fe6．4合金吸放氢性能的影响

研究了用Ni元素取代一定量V对V55Ti20．5Cr18．1Fe6．4合金结构与性能的影响。结果表明，随Ni含量的增加，合金有效吸氢量先增大后减小，放氢压力增大，合金吸氢动力学性能也是先有所改善，而后又变差。添加0．1at％Ni有利于改善基体合金V55Ti20．5Cr18．1Fe6．4的吸放氢性能。用Ni元素取代V引起的晶胞体积的变化、放氢平台压力的升高以及杂质相的出现，是影响合金有效吸氢量和吸氢动力学性能的主要因素。     

V55Ti20.5Cr18.1Fe6.4合金的吸放氢循环性能研究

对V55Ti20.5Cr18.1Fe6.4（原子分数，下同）贮氢合金进行了155次吸放氢循环性能实验研究。结果表明：随循环次数的增加，合金吸放氢量减小，放氢量的衰减呈减缓趋势，放氢平台区缩短，平台压力增大，合金表面有影响吸放氢性能的化合物生成，合金结构呈bcc与fcc的双相结构，合金颗粒由于微裂纹的不断累积而逐渐粉化。     

V40-Fe8-Ti-Cr(Ti/Cr=0.95~1.20)合金的结构与吸放氢特性

研究了V40-Fe8-Ti-Cr(Ti/Cr=0.95～1.20) 四元合金的结构及吸放氢性能.结果表明:不同Ti/Cr比的合金均为bcc单相结构,随着Ti/Cr比的降低,合金的晶格常数降低,平台压升高,吸氢量降低,放氢量先增加后降低;当Ti/Cr为1时,得到合金V40Ti26Cr26Fe8在298 K下具有最大的放氢量2.4%(质量分数),平台压为0.24 MPa.通过计算得到V40Ti26Cr26Fe8的焓变ΔH和熵变ΔS分别为-39.6 kJ·mol-1H和-140.3 J·mol-1·K-1,在423 K下的放氢平台压力可达27.5 MPa.     

吸、放氢循环对V及V0.9Cr0.1合金储氢性能的影响

通过添加少量LaNi5对V以及V0.9Cr0.1合金进行有控制的机械合金化处理,改善了材料的活化性能.吸、放氢循环测试表明,吸、放氢循环超过100次并脱氢后,V和V0.9Cr0.1合金仍然保持单一bcc结构.随着吸、放氢循环的进行,V的吸、放氢平台压力不断增加,相同压力下吸氢量减小,且吸氢动力学有所下降.这与吸、放氢过程中晶格应变的降低和晶胞体积的减小有关.SEM观察表明,随着吸、放氢循环次数的增加,材料表面和内部形成大量的深裂纹,这对提高放氢平台压力和改善放氢动力学有促进作用.吸、放氢循环过程中,V比V0.9Cr0.1合金放氢容量衰减更快的原因是:吸、放氢循环前、后V的晶格应变降低和晶胞体积下降程度均比V0.9Cr0.1合金的要大,导致吸、放氢循环后V的吸氢量下降更大.     

Mo含量对(VFe)48Ti26Cr26-xMox(0≤x≤5)合金吸放氢性能的影响

系统研究了(VFe)48Ti26Cr26-xMox(0≤x≤5)合金吸放氢性能及微观组织结构.XRD及PCT测试结果表明,随着Mo含量增加,合金的晶格常数增大,放氢平台压升高,吸放氢量在Mo含量0≤x≤2范围内不出现显著变化,且有效放氢量(质量分数)均能保持在2％以上.当Mo含量为1 at％时,合金吸放氢量均达到最大值,吸氢量为3.59％,放氢量为2.08％,室温下的放氢平台压为0.337 MPa.SEM与EDS分析表明,不同Mo含量的合金均由bcc主相、Laves相及稀土氧化物相组成,且Mo主要存在于合金的bcc主相中,而在Laves相中分布相对较少.     

Ti／Cr比对xTi-18Mn-（50-x）Cr-32V合金吸／放氢性能的影响

研究了xTi-18Mn-（50-x）Cr-32V（z=36，34，32，30，28）合金的吸／放氢性能。结果表明：随Ti／Cr比值的减小，合金的晶格常数和晶胞体积减小，这虽然导致合金的最大吸氢量降低，但是合金的有效放氢量增大，且合金PCT曲线的滞后系数降低。合金（110）面法线方向上晶粒尺度的大小是影响合金放氢平台斜率系数的因素之一。对于32Ti．18Mn．18Cr．32V合金，在273K吸氢、353K放氢的条件下，有效放氢量达到1．72％（质量分数），具有实用价值。     

Mo含量对（VFe）48Ti26Cr26-xMox（0≤x≤5）合金吸放氢性能的影响

系统研究了（VFe）₄₈Ti₂₆Cr_26-xMo_x（0≤x≤5）合金吸放氢性能及微观组织结构。XRD及PCT测试结果表明,随着Mo含量增加,合金的晶格常数增大,放氢平台压升高,吸放氢量在Mo含量0≤x≤2范围内不出现显著变化,且有效放氢量（质量分数）均能保持在2%以上。当Mo含量为1at%时,合金吸放氢量均达到最大值,吸氢量为3.59%,放氢量为2.08%,室温下的放氢平台压为0.337MPa。SEM与EDS分析表明,不同Mo含量的合金均由bcc主相、Laves相及稀土氧化物相组成,且Mo主要存在于合金的bcc主相中,而在Laves相中分布相对较少。     

La1-xYxNi4.8Al0.2合金的储氢性能研究

本文系统地研究了Y元素对La1-xYxNi4.8Al0.2 (x=0.6,0.7,0.8)储氢合金的晶体结构、吸放氢热力学、动力学和抗粉化性能的影响.研究结果表明,合金为CaCu5型六方结构,随着Y含量的增加,晶格参数a和晶胞体积v减小,而c几乎不变,c/a线性增大.随着Y含量的增加,合金吸放氢平台压显著升高;吸氢量略有减少;吸放氢平台斜率变小;滞后系数先减小后略增大,并与XRD(111)峰的半高宽FWHM值的变化有着很好的对应关系;抗粉化性能略有提高.当Y含量x=0.7时,合金的吸放氢动力学综合性能最好.     

LaNixMn0.26Aly合金的吸放氢性能研究

对LaNixMn0.26Aly合金的储氢性能进行了研究。结果表明,与LaNi4.61Mn0.26Al0.13合金相比,LaNi4.5Mn0.26Al0.13合金的晶格常数和晶胞体积均变大,吸氢平台压力略有降低,放氢平台压力基本不变,滞后因子有所改善,储氢容量略有减少,氢化物生成焓绝对值变大,氢化物稳定性增加;对于LaNi4.4Mn0.26Al0.34合金,Al替代部分Ni使合金的晶格常数和晶胞体积变大,吸放氢平台压力明显降低,滞后因子明显改善,吸氢动力学性能显著提高,氢化物生成焓绝对值变大,氢化物更加稳定,但储氢容量有所减少。     

V-Ti-Cr-Fe合金的储氢性能研究

研究了V（30％）-Ti（15％～55％）-Cr（7％～43％）-Fe（2％～18％）（原子分数，下同）四元合金的储氢性能。结果表明：V-Ti-Cr-Fe四元合金的吸氢量与有效吸氢量主要由Ti／（Cr＋Fe）比决定，当Ti／（Cr＋Fe）=1时，合金具有最好的吸放氢性能。随着Ti／（Cr＋Fe）比升高，合金的晶格常数增大，氢化物的生成焓增大，放氢平台压力降低。在298K时，V30Ti35Cr25Fe10合金的吸氢量达到3．6％（质量分数，下同），有效吸氢量达到2．0％。     

TiV0.8-xCr1.2Alx合金的结构与贮氢性能

研究了Al对TiV0.8-xCr1.2Alx(x=0、0.05、0.1、0.15、0.2)合金的结构与贮氢性能的影响.XRD、PCT等测试研究表明:TiV0.8-xCr1.2Alx合金均为单相bcc结构,铸态时主相为树枝状晶组织;随着Al含量由0增加到6.67 at%,合金的晶格常数变大,吸氢量和放氢量减小,氢化物标准生成焓变与生成熵变增大.放氢的平台压随着Al含量的增加而线性增大.TiV0.75Cr1.2Al0.05合金最大吸氢量达3.887%(质量分数),有效吸氢量达2.288%.     

金属氢化物氢压缩机用AB2型Ti- Mn基储氢合金研究

制备了AB2型Laves相Ti- Zr- Mn- Cr- V- Fe系列氢压缩材料,对于V- Fe、Mn/Cr比值和Zr含量对合金吸放氢平台特性和热力学性能的影响进行了研究,优化出具有优异综合储氢性能的氢压缩材料Ti0.9Zr0.1Mn1.4Cr0.35V0.2Fe0.05合金.该合金具有较低的吸放氢平台压力、较小的压...     

V含量对低钒Ti-V-Cr储氢合金储氢性能的影响

研究了V含量由5at%升高到35at%时,Ti-V-Cr储氢合金组织、相结构及储氢性能的变化.SEM及XRD结果显示:V含量为5at%的Ti-V-Cr合金由Cr1.97Ti1.07相和Cr2Ti相及很少量的Ti相组成;V含量为10at%的Ti-V-Cr合金除了包含前述的3相外还出现了一定量的V基bcc固溶体相;而V含量为35at%的Ti-V-Cr合金转变为以V基bcc固溶体为主相的固溶体储氢合金.随着V含量的升高和组织结构的变化,Ti-V-Cr合金最大吸氢量升高,放氢率也增大,但是吸氢速率显著减小,活化性能变差.室温下,V含量为35at%的合金具有最大的吸氢量并且放氢率也最高,最大储氢量和放氢率分别是2.86%(质量分数)和61%.     

Effect of vanadium content on hydrogen storage property in Ti-V-Cr alloys

The effect of vanadium content on the microstructure and hydrogen absorption/desorption properties in Ti-V-Cr alloys was studied. The results show that with the increase of vanadium content from 5at.%, 10at.% to 35at.%, the hydrogen absorption capacity increases gradually from 1.14wt.%, 1.57wt.% tO2.84wt.%, and the hydrogen desorption capacity also increase from 0.43, 0.64, to 1.59. This indicates that the alloy with 35at.% vanadium content has the most optimum hydrogen storage capacity among these alloys. The microstructure observation also indicates that the alloy with 35at.% vanadium turns to be the single-phase alloy of the BCC solid solution. Furthermore, with the increase of vanadium content the pressure plateau becomes more distinguishing and shifts to lower pressure level gradually. The kinetics of hydrogen absorption was also found to be dependent with the vanadium content in these discussed alloys.