Zr替代Ti对Ti19．5V40Mn16．2Cr9．8Ni14．5合金的影响结构及储氢性能

为改善Ti—V基固溶体型储氢合金的电化学性能，使用少量的Zr部分取代Ti19.5V40Mn16.2Cr9.8Ni14.5合金中的Ti，并采用XRD，SEM以及PCT等测试手段研究替代前后合金微观结构和储氢性能的变化情况。通过XRD和SEM分析表明，（Ti1-xZrx）19.5V40Mn16.2Cr9.8Ni14.5（x=0，0．1，0．15，0．2，0．25，0．3）合金均是由Ti-V基BCC相和C14 Laves相组成。但Zr的部分替代明显增加了C14 Laves相的含量，并使Ti-V基BCC相在减少的同时由树枝状变成了被C14 Laves相包围的岛状。PCT曲线显示：随着Zr替代量的增加。合金的吸放氢平台不断下降，而合金的吸放氢量先有所增加后又逐渐减小。这说明适量提高C14 Laves相的含量对增加Ti—V基固溶体型储氢合金的吸放氢能力有一定的促进作用。     

Ti-V基多相贮氢电极合金的电化学吸放氢机理研究

采用XRD的Rietveld全谱拟合技术以及利用储氢合金吸氢量与其体积膨胀成线形关系的原理,研究了Ti-V基贮氢电极合金的电化学吸放氢机理.结果表明,铸态合金Ti0.8Zr0.2V1.867Mn0.373Cr0.56Ni0.7由C14型Laves相和V基固溶体相构成.在充电过程中,充电时间由3.33增至120 min时,Laves相的晶胞体积膨胀率ΔV/V分别由0.301％增加到2.719％,而V基同溶体相的ΔV/V由0.011％增至1.685％.在放电过程中,放电时间从0 min增加到165 min时,Layes相的ΔV/V从14.542％降到8.119％;而V基固溶体相的△V/V从8.117％减小到6.248％.说明电化学吸氢时,氢首先被Laves相吸收,然后再扩散进入V基固溶体;电化学放氢时, V基固溶体中的氢首先扩散进入Laves相然后再释放.因此,该合金中,Laves相既是吸氢相又是催化相,提高合金中V基固溶体相的利用率,从而使Ti-V基贮氢合金具有较好的综合电化学性能.     

Ti—Ⅴ基多相贮氢电极合金的电化学吸放氢机理研究

采用XRD的Rietveld全谱拟合技术以及利用储氢合金吸氢量与其体积膨胀成线形关系的原理，研究了Ti—Ⅴ基贮氢电极合金的电化学吸放氢机理．结果表明，铸态合金Ti0.8Zr0.2V1.867Mn0．373Cr0．56Ni0.7由C14型Laves相和Ⅴ基固溶体相构成在充电过程中，充电时间由3．33增至120min时，Laves相的晶胞体积膨胀率△Ⅴ／Ⅴ分别由0．301％增加到2．719％，而Ⅴ基固溶体相的△Ⅴ／Ⅴ由0．011％增至1．685％．在放电过程中，放电时间从0min增加到165min时，Laves相的△Ⅴ／Ⅴ从14．542％降到8．119％；而Ⅴ基固溶体相的△Ⅴ／Ⅴ从8．117％减小到6．248％．说明电化学吸氢时，氢首先被Laves相吸收，然后再扩散进入Ⅴ基固溶体；电化学放氢时，Ⅴ基固溶体中的氢首先扩散进入Laves相然旨再释放．因此，该合金中，Laves相既是吸氢相又是催化相，提高合金中Ⅴ基固溶体相的利用率，从而使Ti—Ⅴ基贮氢合金具有较好的综合电化学性能。     

Cu部分替代Mn对合金Ti0.3Zr0.225V0.25Mn0.20Ni0.55电化学性能的影响

为了改善Ti基储氢合金的电化学性能,采用Cu元素部分替代Mn元素的方法,分析研究了Ti基储氢合金Ti0.3Zr0.225V0.25Mn0.20-xNi0.55Cux的相结构及电化学性能.结果表明,合金均由六方结构的C14型Laves主相和立方结构的TiNi第二相构成;随着Cu元素替代量的增大,合金的活化性能降低,而循环稳定性得到很大程度的改善.     

Si元素对Ti基储氢合金电化学性能的影响

为了改善Ti基储氢合金的电化学性能，采用Si元素部分替代Mn元素的方法，分析研究了Ti基储氢合金Ti03Zr0．225V0.25Mn0．25-xNi0.5Six的相结构及电化学性能。结果表明，合金均由六方结构的C14型Laves主相和立方结构的TiNi第二相构成；随着Si元素替代量x的增大，合金的活化性能降低，而循环稳定性得到很大程度的改善。     

球磨改性处理对Ti0．9Zr0．1Mn1．5合金相结构及储氢性能的影响

系统研究了Ti0．9Zr0．1Mn1．5储氢合金经不同时间（t=0min，10min，30min，60min）球磨改性处理后对其相结构及储氢性能的影响。结构分析表明，Ti0．9Zr0．1Mn1．5合金在球磨改性处理前后均由单一的六方结构的C14型Laves相组成；随着球磨时间的延长，合金粉的平均粒度减小，并出现了部分团聚现象。储氢性能测试表明，铸态合金经4次吸放氢循环后活化，室温最大吸氢量和有效放氢量分别为209．3ml／g和157．6ml／g，放氢率为75．3％；随着球磨时间的延长，合金的活化性能得到改善，室温最大吸氢量和有效放氢量均先升后降，且都在球磨30min时达到相应最高值231．4ml／g和203．8ml／g，放氢率达到88．1％。由此可见，适当的球磨改性处理能有效地改善Ti0．9Zr0．1Mn1．5合金的综合储氢性能。     

（V30Ti35Cr25Fe10）97．5Si2．5合金的结构与吸放氢性能

采用XRD，SEM和PCT测试研究了（V30Ti35Cr25Fe10）97.5Si2.5（at％）合金的组织结构与吸放氢性能。结果表明：合金由BCC相和C14 Laves相组成，BCC相含量为75％，晶胞参数为α=0．3021nm，Laves相含量为25％，晶胞参数为α=0．4920nm和c=0．7996nm。由于含有大量的Laves相，合金具有良好的活化性能，室温下不需孕育期就可以快速吸氢，5min内达到吸氢饱和状态，饱和吸氢量达到2．98％（质量分数，下同）。在一定氢压下，合金的容量可由合金中BCC相和Laves相的容量按组分的含量进行线性组合而成。     

Ti/Zr对一种贮氢合金容量与相结构的影响

研究了2种不同Ti/Zr比例的Ti/Zr-V-Mn-Ni-Cr系多元AB2型贮氢电极合金A(Ti0.7Zr0.3V0.2Mn0.4Ni0.9Cr0.5)和B(Ti0.5Zr0.5V0.2Mn0.4Ni0.9Cr0.5)的电化学放电容量与合金相结构关系.2种合金的电化学循环稳定性都很好,但是合金A的放电容量明显高于合金B.2种合金均由C14 Laves相和TiNi相构成,A的主要组成相是TiNi,而B的主要组成相是C14 Laves.合金的贮氢量主要取决于TiNi相的含量,由于TiNi相的贮氢容量较低,所以该合金的贮氢容量也很低,并且由于合金B中TiNi相的含量低于合金A,所以B的放电容量也低于A.     

Laves相Ti36Zr40Ni20Pd4合金的吸氘行为

针对Ti36Zr40Ni20Pd4合金用X射线衍射仪和气固反应系统研究了其吸铸之前的晶体结构与吸氘特性。结果表明,吸铸前Ti36Zr40Ni20Pd4合金母锭形成了配位数为14的MgZn2结构的简单六方C14Laves相,晶格常数a=0.5287nm与c=0.8610nm。简单活化后,该合金可在室温下大量吸氘,浓度达到10.96mmol·D2/g·M(D2指氘分子,M指合金)。经过一次吸放氘循环后,吸氘动力学显著提高,吸氘速率常数达到0.015s-1。相对于成分相同的准晶相,Laves相Ti36Zr40Ni20Pd4合金吸氘较慢,但吸氘量相近,具有一定的储氢前景。     

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...     

Ti基贮氢合金Ti0．3Zr0．225V0．25Mn0．3-xNi0．45＋x（x=0-0．25）的显微组织及电化学性能

为了改善Ti基贮氢合金的电化学性能，采用XRD，SEM及EDS分析了Ti0．3Zr0．225V0．25Mn0．3-xNi0．45＋x（x=，0．05，0．10，0．15，0．20，0．25）贮氢合金的相结构及相成分，并研究了合金的电化学性能。结果表明，合金均由六方结构的C14型Laves主相和立方结构的C15型Laves第二相构成；随着Ni替代量x的增大，合金的活化性能降低，而循环稳定性得到一定程度的改善。当Ni替代量x=0．05时，合金的放电容量达到最大，为426mAh／g，显示出很大的应用潜力.     

微结构对Zr0.7Ti0.3V2合金氢化过程的影响

采用SEM、EDS及XRD等分析手段研究Zr0.7Ti0.3V2合金的微观组织及相结构,通过定容法于673-823 K 测试合金的吸氢性能.结果表明:合金吸氢前主要由C15型ZrV2相、α-Zr及具有BCC结构的富V的固溶体相组成,吸氢后生成V16Zr8H36.29、ZrH1.801和VH2.01等3种氢化物;压力-组成-温度(PCT)曲线显示,合金吸氢曲线具有较宽且平坦的平台特征.BCC相改善了吸氢动力学性能,HCP相使吸氢PCT曲线平台宽化,合金的多相结构有助于改善其吸氢性能.     

铸态和快淬Ti基贮氢合金的放电容量与显微结构

快淬工艺能明显地提高Ti0 .8Zr0 .2 Mn0 .5V0 .5Ni1.0 贮氢合金的放电容量 ,而且淬速与放电容量之间在一定情况下出现峰值。XRD、SEM、TEM分析结果表明 :快淬合金由细小的枝晶组成 ,随着淬速增加 ,晶粒更加细小 ;快淬合金很难形成非晶 ,当淬速达到 32m/s时仅有少量非晶出现 ,主体仍是微晶和纳米晶 ;Ti0 .8Zr0 .2 Mn0 .5V0 .5Ni1.0 合金是多相结构 ,低淬速快淬态合金和铸态合金由大量的六方C14Laves相和少量的TiNi非Laves相组成 ,当淬速达到 8m/s时 ,合金中开始出现立方C15Laves相。快淬合金中能大量吸氢的C14、C15相的总含量更多 ,从而使快淬钛基合金的放电容量有较大的提高。合金中各个相的相对含量随着淬速的改变而改变 ,使C14、C15相的总含量与淬速之间并不是简单的线性关系     

V-7.4Zr-7.4Ti-7.4Ni储氢合金的热力学研究

采用高纯Zr、V、Ti、Ni金属粉末为原料制备了V-7.4Zr-7.4Ti-7.4Ni合金,利用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪对合金的显微组织结构进行分析,测试了不同温度下合金的放氢PCT曲线,并根据化学反应热力学公式对其热力学参数进行计算.研究发现:该合金为两相结构,主相为V基固溶体,第二相为Laves相:在室温和353 K时合金的放氢PCT曲线上有明显的压力平台,最大放氢量分别为3.11%和2.31%(质量分数).热力学计算发现:V基固溶体相为其主要吸放氢相,对放氢PCT曲线上平台的形成有显著的影响;合金放氢PCT曲线平台所对应的氢化物平衡反应温度为358.4 K.     

Ti0.9Zr0.2Mn（1.8—x）MxV0.2（M=Ni,Cr;x=0,0.2）合金的贮氢性能

研究了Ti0.9Zr0.2Mn(1.8-x)MxV0.2(M=Ni,Cr;x=0,0.2)合金的晶体结构与贮氢性能。结果表明,Ti0.9Zr0.2Mn1.6Ni0.2V0.2和Ti0.9Zr0.2Mn1.6Cr0.2V0.2的贮氢量达到240mL/g。合金的主相均为C14 Laves相,镍,铬的取代使点阵常数和晶胞体积增大,P－C－T曲线的滞后降低,压力平台的倾斜度增加。     

Ti-Cr基合金的储氢性能及晶体结构

研究了Ti1＋xCr1.2Mn0.8（x=0．0,0．1,0．2,0．3）系和Ti1＋xCr1.2Mn0.8-6My（M=Fe,Ni,Cu,V,VFe;x=0．0,0．1;y=0．1,0．3）系AB2型合金的储氢性能和晶体结构．XRD结果表明,合金主相为C14（MgZn2）型Laves相,可以保证较高的吸、放氢量．通过A侧过化学计量以及B侧用Fe,Ni,Cu,V,VFe分别替代部分Mn,增加了点阵常数和晶胞体积,降低了P—C—T曲线的滞后．由相应数据寻找出适合于金属氢化物氢压缩机的高压端储氢合金．结果表明,合金TiCr1．2Mn0．5Fe0．3与Ti1.1Cr1.2Mn0.5Cu0.3具有良好的储氢性能和压缩特性,可以作为性能优良的高压端储氢合金．     

钛专利1则

研究了Ti0.8Zr0.2Mn2-xCrx(x=0.2,0.4,0.6,0.8和1.0）系、Ti0.9Zr0.2Mn1.8V0.2和Ti0.9ZrxMn1.8-yCryV0.2(x=0.1,0.15和0.2);y=0.2和0.4）系AB2型Ti-Mn基合金的储氢性能和晶体结构。结果表明：Zr元素对A侧Ti的部分置换和A侧过化学计量可显著提高合金的活性性能及吸放氢量。这些合金的主相均为C14型Laves相,其储氢量随点阵参数a,c和晶胞体积V的增加而提高,当a≥0.4894nm,c≥0.8040nm或V≥0.1668nm∧3时,储氢量可达到235ml/g以上。     

熔体快淬Zr_(0.9)Ti_(0.1)V_(2.2)合金的微结构与储氢性能

为改善Zr-Ti-V系列Laves相合金的吸氢动力学性能,本研究设计成分为Zr0.9Ti0.1V2.2的非化学计量比合金并采用熔体快淬工艺制备合金薄带。研究合金快淬薄带的微观组织与相结构、吸氢动力学、吸放氢PCT特征及吸氢热力学参数。进而讨论非化学计量比合金中微结构与储氢性能之间的关系。结果表明,快淬薄带中合金主相为C15型Zr V2及V-bcc相,熔体快淬可消除铸态合金中的包晶反应残留相α-Zr。熔体快淬合金的吸氢动力学性能优异,但由于单胞体积收缩导致其吸氢量降低。     

Ti—Zr—Cr—V合金的储氢性能及其改进方法

目前,人们正在致力于改善一些合金的储氢能力,储氢合金“Laves相体心立方晶格固溶合金”比传统的金属间化合物能吸收更多的氢。韩国与日本的科研人员发现Ti-V基合金,其吸氢量很大。通过研究Ti0.33Cr0.47V0.20、Ti0.27Cr0.36V0.37和Ti0.20Cr0.25V0.55 三种合金,发现以锆部分代钛的良好效果,分别添加数量为5at%、10at%和15at%的锆,产生下列9种合金：样品成 分B-1B-2B-3B-4B-5B-6B-7B-8B-9Ti0.28Zr0.05Cr0.47V0.20Ti0.23Zr0.10Cr0.47V0.20Ti0.18Zr0.15Cr0.47V0.20Ti0.22Zr0.05Cr0.36V0.37Ti0.17Zr0.10Cr0.36V0.37Ti0.12…     

合金化对ZrMn2基Laves相贮氢合金相组成的影响

研究了Ni、V、Cr、Co、Fe、Cu和Ti等合金化元素取代ZrMn2 基Laves相贮氢合金的B侧或A侧对合金相组成的影响。结果表明 ,采用不同的元素对A侧或B侧进行部分取代 ,将引起ZrMn2 基合金相组成的变化。采用Ni取代Mn后 ,ZrMn2 合金的主相结构转变为C15型Laves相 ,表明Ni为C15相稳定元素。对Zr Mn Ni三元合金 ,V为C14相稳定元素 ,而Co、Fe、Cu则为C15相稳定元素。取代量较少时 ,Cr为C15相稳定元素 ,取代量增加时 ,C15相稳定作用减弱。Ti元素为C14相稳定元素 ,Ti对Zr的部分取代将导致合金主相结构转变为C14型Laves相。合金化元素对ZrMn2 合金的相组成的影响与元素的电子浓度和原子尺寸不同有关