TiVCrFe固溶体合金放氢过程中结构的变化

采用XRD、中子衍射、原位变温X射线衍射和热重分析对Ti29.25Cr26.59V37.25Fe6.91Ce1.10合金的放氢特性进行研究。结果表明:合金氘化物(平衡压为2MPa)中主相金属原子占据4a位置,大部分氘占据8c位置,合金氘化物具有FCC结构。合金氢化物在放氢过程中发生两次相变,其中,在较低温度下发生的相变对应于含氢量高的β氢化物向含氢量低的α氢化物的转变,而在较高温度下的相变则对应于α氢化物向无氢BCC合金相的转变。β氢化物具有变形的FCC结构(P4/mmm),α氢化物具有BCT结构(I4/mmm)。

铈对Ti-V-Cr-Fe储氢合金显微组织的影响

使用V-Fe合金为原料制备了Ti24.93V31.17Cr37.40Fe6.50Cex固溶体储氢合金,采用EPMA和XRD对合金显微组织和相结构进行了分析。结果表明,不含Ce的Ti24.93V31.17Cr37.40Fe6.50合金由BCC主相和分布于晶界的Ti9.7Fe3.3O3和TiO0.325相组成。当Ce添加于合金后,随着合金中Ce含量的增加,Ti9.7Fe3.3O3和TiO0.325相含量明显减少。Ce的添加抑制了富Ti相的析出,促进了合金元素尤其是Ti的均匀分布。此外,随Ce含量增加,合金BCC主相平均原子半径和晶格常数随之增大,有利于增大合金的储氢容量。

Zr替代Ti对Ti_(19.5)V_(40)Mn_(16.2)Cr_(9.8)Ni_(14.5)合金的影响Ⅰ: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C14Laves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C14Laves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_(10)V_(83-x)Fe_6ZrMn_x(x=0～6)合金的微观结构和储氢性能

采用磁悬浮感应熔炼方法制备了Ti10 V83-x Fe6ZrMnx(x=0、2、4、6)储氢合金,系统研究了Mn含量对合金微观结构和储氢特性的影响。XRD及SEM分析表明,无Mn合金(x=0)具有体心立方(bcc)结构的Ti-V基固溶体单相结构,而含Mn合金(x=2～6)均由bcc主相和C14型Laves第二相组成;随着Mn含量的增加,合金bcc主相的晶格常数和晶胞体积逐渐减小。储氢性能测试表明:该系列合金的吸氢动力学性能较好,在室温和4MPa初始氢压条件下,含Mn合金无需氢化孕育期就能快速吸氢;随着Mn含量的增加,合金的P-C-T放氢平台倾斜度逐渐减小,333K放氢平台压力先增后减,并在x=4达到最高;但合金的室温吸氢容量和333K有效放氢容量随Mn含量的增加而逐渐降低。

Zr替代Ti对Ti_(19.5)V_(40)Mn_(16.2)Cr_(9.8)Ni_(14.5)合金的影响Ⅱ:电化学性能

在对合金微观结构和储氢性能研究的基础上,详细考察了少量Zr取代Ti对Ti19.5V40Mn16.2Cr9.8Ni14.5合金电化学性能的影响。通过观察电极的充放电行为,并结合EIS及多种极化曲线的分析结果,发现少量Zr对Ti的取代能够显著提高合金电极的实际电化学容量和循环稳定性,而且还能在一定程度上改善合金的电极动力学性能。对于这些性能的改善,从合金微观结构方面进行了解释。