论文部分内容阅读
Ti-V-Cr系合金的贮氢量大,工作条件适中,是一种具有很大发展潜力的贮氢合金材料,但放氢量偏低,原料纯金属钒价格昂贵,限制了该合金的应用。
Ti/Cr值、V含量是影响Ti-V-Cr系三元合金贮氢性能的主要因素,研究发现:TiV0.6Cr1.4(Ti/Cr=0.714,V=20 at%)合金的吸氢量达到3.807 wt%,放氢量达到2.564 wt%。
合金化能有效改善Ti-V-Cr系合金的贮氢性能,铝的合金化研究表明:Al的合金化可增大Ti-V-Cr合金的晶格常数,减少吸放氢量和残余氢量,提高放氢平台压;少量Al对Ti-V-Cr合金的金相组织结构的影响较小;Tiv0.75Cr1.2Al0.05合金常温下的吸氢量达3.887wt%,放氢量达2.288wt%。
Mo的合金化研究表明:Mo能增大Ti-V-Cr合金的晶格常数,减少吸放氢量,提高放氢平台压,减少合金的晶界面积;(Ti33V20Cr47)0.9Mo0.1合金的吸氢量为3.935wt%,放氢量为2.372 wt%。
合金的贮氢性能与合金成分的原子参数存在半经验的定量关系,本文根据这些关系,推导了Ti-V-Cr系合金吸放氢量与合金原子参数之间的定量关系式,并应用文献中的平台压力与原子参数之间的定量关系式,建立了Ti-V-Cr三元和多元系合金的吸放氢量、平台压力与原子参数之间的定量关系,并用实验检验这些关系式。得到的Ti-V-Cr多元合金的吸氢量、放氢量与原子参数之间的关系式如下:
TlnCa=-506.15-0.46465T+1176.5(△X)2+1913.3(δ)2-22.063(e/a)2/3TlnCd=-1625.6+5.3031T+4651.45(△X)2+1972.4(δ)2-14.953(e/a)2/3应用这些关系式预测了在常温条件下综合性能较好的Ti-V-Cr多元系贮氢合金29Ti-26V-42Cr-2 Fe-Al,该合金的放氢平台区较宽,平台压为0.3 MPa,吸氢量为4.073wt.%,放氢量为2.714wt.%。