Zr-Ti-V合金的微观组织及吸氢性能

用Ti部分取代V对ZrV2合金进行合金化改性,研究铸态Zr-Ti-V合金的表面形貌,初始活化和吸氢动力学性能.发现,Zr-Ti-V合金具有较低的活化温度;由柱状晶和细小等轴晶组成的复合结构使其可以快速吸氢并具有良好的抗粉化能力.吸氢动力学曲线表现双斜率特征,573～673 K之间存在一个临界温度Tc,在Tc以下,吸氢速率由大变小,受相变速率控制;Tc以上,吸氢速率由小变大,由表面过程控制.     

Kinetics of Hydrogen Absorption for Ti33V20Cr47 Alloy Powder

研究了温度、初始压力、粒度对Ti33V20Cr47合金吸氢动力学性能的影响.研究发现,合金的吸氢过程控速环节为三维扩散,表观活化能为25.7±0.8 kJ/mol.合金的反应速度随温度的升高而加快.由于Ti33V20Cr47合金有2个吸氢平台,在1.5 MPa和2.5 MPa压力下比在3.5 MPa压力下更先完成吸氢.合金反应速度随合金粒度的增大而加快.原因是合金吸氢过程为放热过程,粒度越大,吸氢产生的热量越不容易耗散,温度越高,导致吸氢越快.     

Ti600合金吸氢的动力学特性

采用定容变压法测定不同初始氢分压下Ti600合金的吸氢动力学特性,研究不同氢含量下的微观组织.结果表明,随着氢含量的增加,初生α相和β相的形状、大小、分布及两相的比例均发生变化,Ti600合金的微观组织变得模糊,α相与β相相界模糊.Ti600合金在750℃下置氢时,吸氢过程只表现为第2吸氢阶段.在初始吸氢阶段,其Avrami指数n＞1,表现为多级反应;充氢结束后200 s时,氢化反应的Avrami指数n接近1,说明氢在合金内的扩散是氢化反应的速率控制步骤.     

电镀钯对锆合金吸氢性能的影响

锆具有良好的吸氢性能,被认为是储氘领域的候选材料。但由于其吸氢温度较高且吸氢动力学较慢,目前尚不能进行广泛应用。采用电镀钯的方法对锆进行表面改性,以提高其吸氢性能。结果表明：在经过镀钯且退火处理后的锆合金,在室温下可以实现吸氢,并且有适当的孕育期;与此同时,随着温度的升高,镀钯且退火处理后的锆合金孕育期缩短,吸氢速率变快。通过对微观结构进行分析,发现在氢化后,钯层与锆基板之间形成了过渡区,过渡区中存在PdH_1.33和H_0.62Zr_0.38。由此可见,过渡区中的氢化物对改善锆的吸氢性能起着重要作用。通过对动力学机制进行研究,确定在室温下,镀钯且退火处理后的锆合金吸氢过程符合一维扩散机制;而在250 ℃时,符合二维扩散机制。     

镁基储氢材料颗粒尺寸对吸放氢动力学性能的影响

通过吸放氧动力学方程，计算了颗粒大小对镁-镍-氧化物储氢材料吸放氢动力学过程的影响。计算结果表明：不同颗粒直径的镁-镍-氧化物储氢材料的吸放氢反应速度差别较大；颗粒越小，其吸放氢动力学性能越优异。     

纳米晶镁粉的吸放氢动力学模型分析

利用一种新模型分析了纳米晶镁粉的吸放氢动力学，量化了球磨和添加剂Pd对镁粉吸放氢动力学性能的改善效果。结果表明，球磨能大幅度降低氢化反应活化能，提高镁粉的氢化速率30倍。添加1％（质量分数）Pd的纳米镁粉（30nm）的吸放氢速率比未添加Pd的纳米镁粉（30nm）的吸氢速率提高6．6倍。模型计算出30nmMg-1％Pd（质量分数）合金的吸氢活化能为38．74kJ／molH2。     

镁基贮氢合金吸放氢动力学研究进展

介绍了纳米晶镁基贮氢合金的制备方法、添加催化剂和稀土元素取代对镁基贮氢合金气态吸放氢性能的影响,总结了镁基贮氢合金吸放氢动力学的研究现状,并就今后镁基贮氢材料的研究提出了一些想法。     

FeNiAlGaPBSiC非晶合金的晶化动力学

采用单辊急冷法制备了Fe68Ni1Al5Ga2P9.65B4.6Si3C6.75非晶薄带.用XRD、DSC研究合金的晶化动力学过程.结果表明:合金的玻璃转变和晶化行为均具有动力学效应,其晶化类型为初晶型和随后的共晶型反应.用Kissinger法计算得到的Eg、Ex、Ep1、Ep2分别为703、373、446、723 kJ/mol,Eg远大于Ex,表明该合金具有较高的热稳定性.     

新锆合金板材在LiOH溶液中的吸氢行为研究

研究了NZ2（Zr-1Sn-0．3Nb-0．3Fe-0．1Cr）新锆合金板材在高压釜内LiOH水溶液中，于360℃、18．6MPa条件下进行不同时间的渗氢后试样的吸氢特性。试样的吸氢量随时间增加而增加，其吸氢量曲线伴随转折现象．NZ2合金在渗氢时间为11h的吸氢量为220mg/L，仅相当于同样渗氢条件下Zr-4合金渗氢量的43％，比传统锆合金有更为优良的吸氢性能。NZ2合金板中的氢化物的生长方式为条片状，并平行于板材轧向。     

Al元素对Ti-V-Cr系阻燃钛合金热强性影响的研究

制备了Ti-25V-15Cr-0．2Si和Ti-25V-15Cr-2Al-0．2Si2种阻燃钛合金，分别测试其在不同热暴露和蠕变工艺条件下的热稳定性能和蠕变性能，并观察了组织。结果表明，Al元素提高了Ti—V-Cr系阻燃钛合金的室温力学性能，降低了热稳定性能和抗蠕变性能；在实验的热稳定和蠕变工艺参数下，2种合金中只存在a相和Ti5Si3相，没发现其他过渡相和中间化合物；在热暴露和蠕变过程中，组织稳定性降低，Al元素的添加促进了a相和Ti5si，相的析出，降低了Ti-V-Cr系阻燃钛合金抗蠕变性能和热稳定性能。     

热加工对NZ2锆合金在400 ℃过热水蒸气中吸氢行为的影响

通过研究在相同加工率的条件下,不同热轧温度对锆合金第二相粒子的影响,来选择最优的加工工艺。实验采用NZ2锆合金,参照NZ2合金工业规模铸锭板材的加工工艺参数,选取热轧温度分别为800、700、650、610 ℃制得厚1.4 mm的板材样品,进行400 ℃,10.3 MPa过热蒸气腐蚀,在不同时间取样测其氢含量。通过金相,扫描电镜及透射电镜观察合金中第二相的分布、种类。结果表明,选择合适的热轧温度可以得到均匀、细小,弥散分布的第二相,进而制备出具有更高耐腐蚀性能且吸氢量较少的锆合金。     

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%.     

V元素对Ti-V-Cr系阻燃钛合金热强性的影响

配制不同V含量的3种阻燃钛合金，分别测试其在不同热暴露和蠕变工艺下的热稳定性能和蠕变性能，并观察其显微组织。结果表明，随V元素含量的增加，合金热稳定性能和抗蠕变性能提高，并且V元素的含量对热稳定性能和蠕变性能的影响存在一个最佳含量，小于该含量时，V元素含量对热稳定性能和抗蠕变性能影响较大，大于该含量时，含量增加对其性能影响不大。在讨论中指出，V元素对热稳定性能和蠕变性能的影响主要表现在对β相稳定性的影响，对TiCr2相形成过程的影响和与空位的相互作用三个方面，并详细论述了其机理。     

Ti6Al4V合金相变及吸氢热力学研究

在823~1023 K的氢化温度范围内对Ti6Al4V合金进行了压力-成分等温线测试,研究了Ti6Al4V合金的相变和吸氢热力学。结果表明,当Ti6Al4V合金在不同的氢化温度下进行置氢处理时,氢压随着氢含量的增加而逐渐升高。由于Ti6Al4V合金中原始β相的存在,在置氢处理过程中,每个压力-成分等温线只有一个倾斜的压力平台。根据Vant''s Hoff定律,压力平台区的焓变值和熵变值分别为 -50.7±0.26 kJ/mol和-138.4±0.69 J·K^-1·mol^-1。随着置氢温度的升高,Sieverts常数呈先增大后逐渐减小的趋势。分析了Ti6Al4V合金在置氢处理过程中的相组成和相变。     

TiFe_xCr_yMn_z系贮氢合金研究

研究了TiFe_xCr_yMn_z系合金在1.5MPa氢压下活化吸氢的贮氢特性,并对Cr,Mn改善活化性能的原因进行了讨论。结果表明,加入Cr,Mn后形成的第二相具有较高的活性,可作为吸氢择优途径,TiFe_xCr_yMn_z系合金是有希望的低压贮氢合金系列。     

Co基非晶软磁合金的制备与晶化动力学行为研究

采用旋铸急冷工艺在大气环境中制备出Co6.85Fe4Si10B17.5非晶合金带材.XRD分析表明:样品为完全非晶.用DiamondTG/DTA差热分析仪在高纯氩气保护下测量了非晶薄带的等温晶化动力学曲线.采用JMA方程计算出了合金的晶化动力学参数,在不同的晶化温度下,Avrami指数的值在2.11～2.58之间,晶化激活能Ec为113.67 kJ/mol.Co6.85Fe4Si10B17.5非晶合金的晶化方式是初晶型(761、791、803 K)和共晶型晶化(813 K),合金的晶化百分比与退火时间的关系曲线均为S型曲线.     

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.     

磁控溅射Pd膜对Zr70Fe5.4V24.6合金吸/放氢性能的影响

采用磁控溅射技术在Zr70Fe5.4V24.6(质量分数,%,下同)合金基体上沉积Pd膜。研究磁控溅射沉积Pd膜的生长特性和显微组织及Pd膜对Zr70Fe5.4V24.6合金吸/放氢性能的影响规律。结果发现,在Zr70Fe5.4V24.6合金基体上磁控溅射沉积的Pd膜具有fcc结构并在(111)晶面有明显的择优取向。对镀膜后合金吸/放氢性能的测试结果表明,磁控溅射沉积Pd膜对Zr70Fe5.4V24.6合金的活化性能及吸氢动力学无显著影响。沉积Pd膜后Zr70Fe5.4V24.6合金可逆吸氢量H/A由0.63增至1.20,吸氢平台增长量约为90%。氢化物形成焓绝对值的平均值增大约77%,生成熵的平均值增大约56%,沉积Pd膜后的合金与氢结合所形成的氢化物更稳定。     

钽钛合金的再结晶动力学研究

对不同变形量的合金丝进行了再结晶退火试验。根据Arrhenius公式计算出再结晶激活能Q＊结果表明，TaTi合金的再结晶速率随变形的增加而增大，这种情况是由于再结晶形核激活能（Q）的降低所致。     

W17.9Ni65.6B13.5V3非晶合金的非等温晶化动力学研究

采用单辊急冷法制备了W17.9Ni65.6B13.5V3非晶薄带,并用X射线衍射(XRD)和示差扫描量热分析仪(DSC)研究了该非晶合金的变温晶化动力学。结果表明：玻璃转变温度Tg、晶化起始温度Tx和晶化峰值温度Tp均随着升温速率的增加而提高,具有明显的动力学效应;利用Kissinger方程和Ozawa方程求出的W17.9Ni65.6B13.5V3非晶合金的晶化激活能Ex分别达456.9kJ/mol和471.1kJ/mol,非晶合金具有较强的热稳定性;利用Kissinger方程和Ozawa方程计算得到的晶化激活能Ex均小于晶体长大激活能Ep,表明形核过程比晶粒长大过程更容易,该非晶合金在一定条件下退火容易获得超细晶粒组织。