制取高纯金属粉末的新方法——脱氢-氢化法

对具有氢脆性的金属,如钛、锆、铪,通常采用氢化-脱氢法制取金属粉末。此法是先使金属氢化,得到脆性的氢化物,将其破碎成粉末,然后,通过真空脱氢得到金属粉末。采用上述方法,粉末存真空脱氢过程中,会不可避免地抽到真空系统中去,污染真空系统,降低真空度,增加真空系统的清洗和维修。更为重要的是,脱出来的氢不能     

新技术与成果

纳米铁钛储氢材料它和Mg_2Ni一样都是储氢材料的重要候选合金。其缺点是吸氢很慢,必须进行活化处理,就是说多次地进行吸氢—脱氢过程。纳米晶铁钛的吸氢活化性能明显优于普通多晶材料。普通多晶铁钛的活化过程是在真空中加     

渗氢量对Zr-4合金管材氢化物取向因子测定的影响

用干法渗氢系统向Zr-4合金管材中渗氢,研究不同渗氢量对其氢化物取向因子测定的影响。通过定氢仪测定渗氢量,金相显微镜观察氢化物的形貌、取向分布及测定氢化物取向因子。结果表明:渗氢量为0.012 0%时,氢化物尚未充分长大,不利于计数统计;渗氢量为0.016 8%和0.022 7%时,管材氢化物取向因子值内外层有明显差别,而两者之间差别不大,能准确反映管材氢化物取向分布;当渗氢量为0.038 3%和0.040 0%时,氢化物过度长大已掩盖了内外层氢化物取向的差异,不能准确反映管材氢化物取向分布。     

氢化法制钛粉的工艺研究

研究了氢化法制备钛粉的工艺中，吸氢温度、脱氢温度及相应时间对钛粉质量的影响，以海绵钛为原料，经清洗后，３５０－６００℃，氢气氛中吸氢，再破碎成细粉，Ｘ射线衍射分析表明，吸氢后的钛粉形成ＴｉＨ２化合物，然后在真空中８００℃左右脱氢，可以制得纯度很高的优质钛粉。这种方法工艺可靠。设备简单。     

测定金属中氢的新仪器——DH-1型真空脉冲气相色谱定氢仪

本文介绍一种测定金属中氢的新仪器。利用在真空下脉冲加热,气相色谱分析的方法分析金属中的氢。它除具有温度高,加热时间短等优点外,还具有自动程控去除残留在钢样裂缝中水的特点,适合于炉前测定钢中氢含量。真空脉冲气相色谱仪主要由气体抽取,氢的分离和检测,数据处理和分析结果显示等三部分组成。数字显示灵敏度为0.01ppmH,分析时间3～4min;测定范围为0.01～100ppm(1克试样)。 该仪器对国内外七种氢标准试样(钢、钛、钽粉、铌粉,不锈钢)进行了测定,其结果与标准值完全一致。     

低钴贮氢合金的性能研究及热力学函数测定

利用真空熔炼和真空薄带速凝工艺制备了低钴AB5贮氢合金,并研究了合金组织结构和电化学特性.该合金活化性能好,最大放电容量达337.1mAh/g,具有较好的高倍率充放电能力.采用Sievelts装置测定了PCT曲线及热力学参数,该合金吸氢反应的焓变及熵变值分别为-46.3kJ·mol-1和-120.5J·mol-1·K-1,表明了室温和常压下,这种金属间氢化物都具有较高的稳定性,并且符合作为MH-Ni蓄电池负极材料稳定性的要求.     

脱氮热导法测定钛中氩

钛及其合金对气体元素溶解度高,氩作为保护性气体在钛基材料制备过程中可能进入钛材料从而对其性能产生影响。实验将自制脱氮快速转换装置应用于现有的脉冲热导气体分析仪,转换装置脱氮效率高达97%以上,氮的干扰可量化、可排除,从而实现了钛中氩的准确测定。脱氮热导-程序升温法确定钛中氩可以在1 400 ℃完全释放,氩为非化合态。将脱氮热导法与色谱热导法及飞行时间质谱法对比,氩测定结果一致,因此,脱氮热导法可作为主要参比方法,辅助飞行时间质谱法同时测定金属中氢、氧、氮和氩的新方法建立和完善。     

铸态La_(2-x)Sm_xMg_(16) Ni(x=0-0.4)合金的气态储氢性能

采用真空感应熔炼技术制备了La_(2-x)Sm_xMg_(16)Ni(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)储氢合金。用X射线衍射(XRD)研究了合金吸放氢前后的相结构,用Sievert测试了合金吸放氢动力学曲线,采用Arrhenius法估算了合金吸放氢的活化能。结果表明,铸态合金的主相是La_2Mg_(17),并存在少量的第二相SmNi和Sm_5Mg_(41)。合金吸氢后形成了氢化物LaH_3和MgH_2。合金的吸氢量、吸放氢动力学随Sm替代量的增加而增加,当Sm替代量从x=0增加到x=0.4时,最大吸氢量从4.458%(质量分数,下同)增加到4.925%。在3 MPa,498 K下,10 min的吸氢量分别为:4.308%,4.342%,4.488%,4.564%,4.787%;在真空、498 K下,20 min的放氢量分别为1.684%,1.521%,1.779%,1.666%,2.131%。Sm替代对合金吸放氢动力学性能的改善主要归因于Sm使合金的活化能降低。随着合金中Sm替代量的增加,合金生成焓ΔH的绝对值及吸氢平台压先减小后增加。制备合金中,La_(1.7_Sm_(0.3)Mg_(16)Ni合金的生成焓ΔH的绝对值最小,为-53.07 k J·mol-1。     

急冷对Ti_(0.32)Cr_(0.345)V_(0.25)Fe_(0.03)Mn_(0.055)合金储氢性能的影响

为了研究急冷对储氢合金残余氢量的影响,利用真空电弧熔炼炉和铜模喷铸制备了Ti_(0.32)Cr_(0.345)V_(0.25)Fe_(0.03)Mn_(0.055)合金,采用XRD、PCT(压力-容量-温度)、TG/DTA等手段分析了急冷对储氢合金吸放氢性能的影响。结果表明,铸态合金和急冷合金均由BCC固溶体主相和Laves第二相组成;急冷对首次吸氢动力学行为影响较大,由铸态时的化学反应控制变为急冷时的新相晶核形成长大控制;急冷后,合金吸放氢平台压得到提高,且吸氢起始点左移,但吸放氢滞后性增大。TG/DTA曲线表明,急冷并没有改变合金的残余氢量,但氢化物放氢温度升高。     

钛铁系金属氢化物

以钛铁合金为代表的钛系贮氢材料,虽然在室温下能吸放大量氢气,寿命长,价格低等优点,但它需在450℃与60个大气压下多次重复活化,时间长达100小时以上,才能     

稀土金属间化物贮氢材料——LaNi_5的研制和性能

本文对LaNi_5的制备工艺条件与贮氢性能的关系进行了研究。测得在通常条件下每克分子LaNi_5最高贮氢量可达6.74克原子,在77K时达6.85克原子。着重探讨了材料组成与贮氢性能的关系,不同组成对压力组成等温线的影响,对解吸平衡压的稳定性的影响。测定了各温度下氢化物的压力组成等温线,计算了氢化物的反应焓变△H和熵变△S,对LaNi_5氢化物的吸氢、放氢速度也进行了测定。并对LaNi_5贮氘的性能进行了测定。     

掺杂对氢化燃烧合成镁基储氢合金性能的影响

借助XRD、SEM和自制放氢量的测试装置研究了掺杂对氢化燃烧合成镁镍储氢合金性能的影响。结果表明：三种掺杂中以掺富铈镧系金属产生的镁镍氢化物最多,掺铜产生镁镍氢化物的晶格畸变最为明显。晶胞分析显示Mg_2NiH_4的晶胞参数都有一定的变化。300℃、0．1 MPa下放氢速率的测量显示,掺杂降低了放氢温度,放氢速率一般为6～10 min。掺铜放氢量为2．68％,掺钛放氢量为2．35％,掺富铈镧系金属放氢量为3．10％,掺钛、掺富铈镧系金属活化可适当提高吸放氢量。     

钪基Laves相合金Sc_(0.8)Zr_(0.1)Y_(0.1)Mn_(2-x)Ni_x(x=0～2.0)的微观结构和储氢性能

用真空电弧熔炼制备AB2型Sc0.8Zr0.1Y0.1Mn2-xNix(x=0~2.0)储氢合金,利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜/能谱分析(SEM/EDS)研究了吸氢前后Ni元素替代Mn对Sc Mn2基合金微观结构的影响,用Sievert装置和热重-差热分析仪(TG/DSC)测试了合金的压力-组成-温度(P-C-T)曲线和吸放氢动力学。研究结果表明,合金铸态组织主要由Laves主相和少量Sc Ni及富Y的第二相组成,其中稀土Sc和Y元素易与Ni形成相应的金属间化合物相。随Ni含量x的增加,合金基体的Laves相组织结构由C14型向C15型转变,x=0时,合金组织基本为C14型Laves相单相组织,x=2.0时,合金组织则完全转变为C15型Laves相单相组织。Ni元素替代Mn对合金的气态吸放氢动力学行为和吸氢P-CT曲线影响较大。随Ni含量的增加,合金吸氢动力学与活化性能逐渐变慢,但其放氢温度明显降低,氢化物生成焓减小(-35.05~-18.72k J·mol-1),储氢平台压升高,储氢容量降低;室温时合金最大储氢量达2.18%(质量分数),储氢后其晶格膨胀率ΔV/V为10.63%~27.32%,吸氢前后合金主相仍保持C14型或C15型相结构,并未发生新的氢致相变,亦无氢致非晶化现象。     

钯-氢体系的物理化学性质

对钯-氢体系的物理化学性质进行了综合评述。钯是一种面心立方（fcc)结构的吸氢金属，氢原子溶解在晶格中，占据八面体间隙位（O），形成fcc的子晶格，吸氢时晶格发生等方性膨胀；氢在钯中的扩散路径为0-T-O跃迁，存在反同位素效应；钯氢化物的氢同位素分离因子较大，并受到温度、氢浓度等因数的影响；钯-氢体系的p-c等温线表现出良好的坪台性，Pd-H和Pd-D均存在在临界点，尚未确定Pd-T有无临界点；单晶钯-氢反应动力学与不同的晶面有关；钯-氚老化效应。     

钛钼合金吸氢前后力学性能变化研究

对吸氢前后的钛钼合金开展了力学性能研究,获得了其微观结构力学性能的检测数据,反映了合金在微观领域内弹性和塑性变形的特征。结果表明:在4.903N试验力下,钛钼合金吸氢前的维氏显微硬度HV_(0.5)平均值为332,吸氢后的HV_(0.5)平均值则为419。钛钼合金吸氢前后的抗压强度均大于1 730 MPa,试验最大负荷为50kN。钛钼合金吸氢前后力学性能发生变化是由其物相变化引起的。     

贮氢合金

国外60年代发现能吸收氢的金属氢化物,其氢的贮存密度超过液态氢。70年代发现在室温下可以可逆吸、放氢的稀土类合金(LaNi_5),由此,各国开始积极开展贮氢合金及氢化物工程的研究。     

氟盐体系电解制备钇铁合金几种原料的比较

制备钇铁合金一般采用热还原对掺法。1974年,日本曾报道了530A电解槽电解氧化钇,制得65%Y～35%Fe的钇铁合金,平均电流效率达70%。1986年,我院采用向样方法以350A电解槽电解,制得25.3%Fe、     

电感耦合等离子体质谱法测定钇铁合金中14种稀土杂质

采用硝酸-双氧水处理钇铁合金样品,以0.3mol/L硝酸为测定介质,选用¹⁰³Rh和¹⁸⁵Re作为内标元素对基体效应和测量信号进行补偿和校正,实现了电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对钇铁合金中14种稀土杂质元素的测定。通过选择合适的同位素和干扰校正方程消除了质谱干扰;通过选择稀释因子为2000,即控制基体质量浓度为0.5mg/mL进行测定消除了基体效应的影响。在优化的实验条件下,14种稀土元素的校准曲线线性相关系数都在0.9999以上,各元素的检出限为0.003~0.020μg/L。将实验方法应用于钇铁合金样品中稀土杂质的测定,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=11)介于0.97%~6.5%之间,加标回收率为96%~104%。采用实验方法对钇铁合金样品进行测定,同时采用基体匹配结合电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)进行方法对照试验,两种方法测定结果基本一致。     

V-Ti-Fe储氢合金的真空精炼

采用真空感应炉对金属热还原法制备的V-Ti-Fe合金进行精炼,考察金属铈对精炼效果的影响。结果表明,铈可有效脱除合金中的氧杂质,减少合金内的富钛相和硅偏聚相,降低合金的成分偏析,促进合金的吸氢活化。随铈用量的增加,脱氧效果也逐渐增强,储氢容量得到提升,当铈添加量达到合金用量的5%时,氧含量降到了0.05%,最大吸氢量和有效放氢量分别达到3.36%和1.85%。     

电感耦合等离子体发射光谱法测定稀土铁合金中钨、钼、钛含量

随着稀土铁合金产品种类和应用领域的不断开发,供需双方对检测的需求日益明显增加。采用电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-OES）测定稀土铁合金中钨、钼、钛含量。实验考察了样品的均匀性、样品分解酸用量及共存离子的干扰情况,选择了合适仪器条件和分析谱线,确定了各元素测定范围。实验结果表明：方法的相对标准偏差小于3%,加标回收率在93%～108%之间,能满足产品检测要求。实验方法适用于镝铁、钆铁、铈铁、钬铁、钇铁等稀土铁合金产品检测需求。