TC21合金在不同温度下进行连续多步置氢处理时的显微组织及室温力学性能

利用OM、XRD、TEM以及压缩试验等方法研究TC21钛合金经不同温度连续多步置氢处理后的显微组织及室温力学性能。结果表明:当氢处理温度超过1073 K时,α相的尺寸明显降低,β相成为主要相。随着氢处理温度的升高,δ氢化物的含量呈先增加后逐渐降低的趋势。当氢处理温度超过1073 K时,TC21钛合金在室温压缩变形过程中出现应变软化现象,且该现象随氢处理温度的升高而越来越显著。随着氢处理温度的升高,TC21钛合金的极限变形率呈先降低后增加的趋势。当氢处理温度为1123 K时,TC21钛合金的极限变形率比原始合金增加67.51%。

电化学方法研究贮氢电极合金的P-C-T曲线

根据电化学和热力学的基础理论,考虑了氢气的逸度、碱液中水的活度以及碱液中水蒸汽的分压等影响因素,精确计算了金属氢化物电极反应的能斯特方程。结合三电极测试体系,建立了一套贮氢电极合金的P-C-T曲线电化学测定方法,并给出实验操作及相关参数确定的细节。该方法适用于涉及到大量实验工作的贮氢电极合金的成分优化及工艺研究。

多孔TC4钛合金的吸氢热力学特性的研究

利用管式氢处理炉测定了多孔TC4钛合金在673K,773K,873K和973K下的吸氢PCT曲线,确定了多孔TC4钛合金在不同温度下的吸氢平台压,并根据范德荷夫方程得出了吸氢热力学参数,分析了吸氢前后的组织变化。研究结果表明,不同温度下的PCT曲线都包括两个吸氢平台,分别是αH+βH→βH和βH→βH+δ相变所导致的平台,且平台压随着温度的升高逐渐升高;多孔TC4钛合金在生成氢化物时的焓变和熵变分别为(-47.07±0.14)kJ.mol-1和(-125.24±0.17)J·K-1·mol-1,说明多孔TC4-H体系中生成的氢化物的稳定性较Ti-H体系小,放出的热量也较少;置氢温度为673K时,由于吸氢量较高,材料组织中出现了裂纹,当置氢温度增加到973K时,组织则呈现为多方向生长的块状形貌。

TiCrMo三元储氢合金的结构和性能

采用XRD、SEM和PCT法研究Mo取代TiCr1.8合金中的部分Cr对其结构和储氢性能的影响。XRD测试结果表明,随着合金中Mo取代Cr的量的增加,合金的相组成首先转变为MoCr体心立方(BCC)相与Laves相共存,Laves相的含量逐渐降低;当Mo含量超过一定量时,合金的相组成转变为MoCrBCC相与微量的α-Ti相共存;MoCrBCC相的晶胞参数随合金中Mo含量的增加而增大。合金的压力组分温度(PCT)测试结果表明,合金的吸氢量随合金中Mo含量的增加而减少。

La0.6Nd0．4Ni4．8Mn0．2M0．1(M=Cu，Zr)合金的贮氢性能研究

系统研究了非化学计量比合金La0.6Nd0.4Ni4.8Mn0.2M0.1(M=Cu,Zr)的贮氢性能。结果表明,添加Cu能提高合金的平台压力,减轻滞后效应;而添加Zr能够有效提高合金的动力学性能和抗粉化性能,降低平台压力。但Cu和Zr的添加使贮氢容量有所降低。研究表明,XRD(111)主峰半高宽FWHM值及晶格常数a/c值与合金的滞后因子有相同的变化趋势,平台压力、吸氢焓变与晶胞参数a有很好的线性关系。

扬子地区古生界泥页岩吸附性及控制机理

扬子地区古生界地层为富气泥页岩层系,是我国页岩气勘探开发的主战场。吸附态是页岩气最主要的赋存方式之一,该区泥页岩吸附性及控制机理的研究较为重要。采集了扬子地区古生界泥页岩样品,对其进行TOC测试、Rock-Eval、XRD及含水量分析、等温吸附实验、超高压等温吸附实验。结果表明,不同地区、不同时代泥页岩吸附性能产生差异的原因是有机碳含量、矿物成分及组成等主要因素综合作用的结果。实验过程中TOC含量与泥页岩甲烷吸附量并未呈现前人提出的正相关关系,这与泥页岩样品数量有限、且处于高—过成熟阶段的影响因素较多有关。古生界干酪根甲烷吸附曲线显示出时代越老的干酪根甲烷吸附能力越强的特征。去除有机质丰度和成熟度的影响,Ⅲ型干酪根的吸附量要高于Ⅱ型干酪根。在有机质丰度及类型相同的情况下,高成熟干酪根比低成熟干酪根具有更高的甲烷吸附量。可溶有机质具有较强的溶解吸附特征,能够增强原岩对甲烷的吸附能力。黏土矿物含量与经TOC含量归一化后的甲烷吸附量的相关关系并不明显,这主要与样品中普遍含水有关,同时样品的成熟度、孔隙度、渗透率等对其最大甲烷吸附量可能也会有影响。高压范围内的甲烷吸附特征与低压相比具有一定的延续性,影响因素较多,需要更深入的研究工作来揭示各单一因素对页岩高压吸附特性的影响。

贮氢合金的进展

文章描述了贮氢合金的基本性质,金属氢化物的结构,以及贮氢合金吸释氢的热力学和动力学问题,指出了贮氢合金作为功能材料的应用价值和前景.

杯形件等温压扭复合成形模具失效分析及改进

为解决7A60铝合金杯形件等温压扭复合成形实验中凹模的早期失效问题,借助DEFORM有限元软件,从工艺特点、应力分布及模具结构等方面详细探讨和分析失效原因,应力集中、冷热循环热应力以及高温模具氧化是导致凹模转角处发生早期破裂的主要原因.基于"未裂先分"的方法对凹模结构进行改进,结果表明:模具改进效果较好,等效应力极值降低30%,有效避免了凹模的应力集中;杯形件成形效果较好,宏观上无明显缺陷,表层金属流线清晰可见.

Mg-Cu合金的储氢特性研究

采用扩散烧结的工艺制备出Mg—Cu多相储氢材料；XRD分析表明烧结产物为Mg2Cu、MgCu2和Cu三相，经20次的吸放氢循环后，该多相材料的储氢量质量分数为2．55％；根据PCT测试结果，得到放氢平衡压和温度的关系式为：1nP（atm）=-9006．8／T＋17．817，从而得到1．0atm下的放氢温度为233℃。

变截面杯形件等温压扭复合成形工艺分析

采用数值模拟与物理实验相结合的方法对基于高压扭转(HPT)工艺的杯形件等温压扭复合成形进行研究,分析了等效应变场、损伤场和成形载荷。结果表明,压扭复合成形工艺改善了金属流动状态,变摩擦阻力为有益摩擦力,成形载荷由传统挤压的355t降至176t,所需扭矩8540N·m,出现最大锻件损伤值的部位在直壁顶端。进行了成形实验,所得压扭件宏观金属流线清晰可见,其微观组织不同于传统挤压件的径向纤维状而是呈弥散、均匀分布,且材料抗拉强度由挤压件的405MPa提升至431MPa。

La_(0.5)Y_(0.5)Ni_(4.8)Mn_(0.1)Al_(0.1)和La_(0.5)Y_(0.5)Ni_(4.8)Al_(0.2)合金的储氢性能研究

针对两种新型稀土型储氢合金La0.5Y0.5Ni4.8Mn0.1Al0.1和La0.5Y0.5Ni4.8Al0.2的储氢特性进行研究分析。实验表明,相同温度下,La0.5Y0.5Ni4.8Mn0.1Al0.1和La0.5Y0.5Ni4.8Al0.2合金的PCT曲线基本重合,且都具有优良的吸氢动力学性能;相比之下,后者的滞后系数要小于前者,吸氢量较大,吸氢速率也较快,故其储氢性能较优。300次吸放氢循环实验结果表明,La0.5Y0.5Ni4.8Al0.2合金的吸氢动力学性能虽然略有下降,但抗粉化性能较好。

变压吸附法脱除甲醇裂解气中CO_CO_2研究

以活性炭和5A分子筛为吸附剂,建立双塔吸附试验,对变压吸附法脱除甲醇裂解气中CO_CO2进行研究。测定了293 K时CO和CO2分别在活性炭和5A分子筛上的吸附等温线和动态穿透曲线,并考察了复合床的填料比和再生方法对吸附性能的影响。结果表明,所选活性炭和5A分子筛对CO和CO2具有较大的静态和动态吸附量,且利用活性炭吸附CO2,5A分子筛吸附CO时甲醇裂解气中CO2和CO吸附和脱附效果更好;复合床活性炭/5A分子筛在填料比为40/20时床层利用率和杂质吸附量最高;H2吹扫法的再生效果优于抽真空法,吹扫气量为2.92 L/min时杂质脱除率较高且H2的消耗量合理,在变压吸附中将顺放气用作吹扫,可有效降低H2的消耗。

(Ti_(1-x)Zr_x)_yCr_(2.0-z)V_z合金制备和吸放氢性能的研究

采用氩等离子体电弧熔炼(Ti_(1-x)Zr_x)_yCr_(2.0-z)V_z(x=0.05、0.1、0.2;y=1.1、1.15;z=0,0.1)合金,并使用X射线衍射(Xray diffraction,XRD)、压力-组分-温度(pressure-composition-temperature,PCT)、差示扫描量热法(differential scanning calorimetry,DSC)等手段研究了该系合金的相结构和吸放氢性能。XRD衍射图谱表明,(Ti_(1-x)Zr_x)_yCr_(2.0-z)V_z(x=0.05、0.1、0.2;y=1.1、1.15;z=0、0.1)合金结构为C14型Laves相。PCT测试结果表明,(TiZr0.1)1.1Cr2.0合金少量V取代Cr(V:Cr=0.1:2),在293~323K温度下,最大储氢量明显增加,可达1.74%,但可逆储氢量有所降低。随Zr取代Ti比例[m(Zr)∶m(Ti)=(0.05~0.2)∶1.1]的增加,合金晶胞参数不断增大,使(Ti1-xZrx)1.1Cr1.9V0.1合金的吸放氢坪台压不断降低,最大储氢量不断增加,最大可达1.85%,随A侧原子过计量比增大,(TiZr0.1)yCr1.9V0.1(y=1.1、1.15)合金吸放氢坪台压降低,放氢焓变增大。A侧原子随Zr取代Ti比例的增加,合金(Ti1-xZrx)1.1Cr2.0-zVz(z=0、0.1)残余氢放氢温度变化不明显,其放氢温度在623~633K,而A侧原子过计量比从1.1增大到1.15,其放氢温度减小到593K。

LaNi_xMn_(0.26)Al_y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。