tiv基固溶体合金abltxgt（x3，35，5）复合贮氢合金的电化学性能研究

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1、硕士学位论文摘要本文从合金制各、晶体结构分析和电化学实验三个方面研究了Ti—v-cr系添加Mn元素对其储氢性能的影响，在此基础上优化出综合性能比较好的合金Tio25Vo3Cr04Mn005；然后又通过机械合金化的方法制备T沁5Vo3Cr04M“o05诅B。(x=3．O，3．5，5)复合材料，研究其电化学性能和储氢性能，得到的主要结论如下：一、由真空电弧炉熔炼的铸态合金Tio25Vo3s。C‘04Mn；(x=O～O．15)主相为BCC固溶体相，还有少量的c14Laves相。随着Mn含量的增加，合金晶胞体积在减小。合金

2、Tio25Vo3cr04Mno05充氢以后，由原先的体心立方(Bcc)结构转变为面心立方(FcC)结构。空间结构群由Im．3m(229)转变为Fm一3m(225)。铸态合金Tio25Vo挣、crD4Mn、(X=O～O．15)的微观结构分析表明，当合金不含Mn时，由单一的Bcc相构成；随着Mn含量的增加，第二相TiCrl5M1105开始析出，并且含量相应的增加，当x=015时，已经有相当多的TiCrl5Mn05沿晶界析出。Mn元素较多的进入第二相，而且随Mn元素的加入，合金易于形成c14Laves相Ticrl5M“o

3、5，由于c14Laves相TiCrl5M“o5贮氢量低(小于1．8、vt％)，这可能是随Mn含量的增加，合金吸氢量下降的原因之一。在研究Tio25Vo35_。cro4M砥(x=O～O．15)热力学性能时，发现在室温下，Tio25Vo35_。cr04Mn。(x=O～0．15)合金难以活化，在温度升高至473K时，要经过六次活化，合金才能达到最大容量。从Tio25Vo35-。cro4Mn、(x=O～O．15)合金的口一c—T曲线上我们可以看出，当x=O时，合金具有最大的吸氢量和有效吸氢量，但是其放氢平台压较高，平台斜率

4、较大；当x=O．05时，合金的平台压降低至0．1MDa，而且平台斜率变小，虽然吸氢总量和放氢总量均减小，但是其具有较好的平台特性；随着Mn含量的进～步增加，合金的最大吸氢量和有效吸氢量均随x的增加而迅速减小。合金的放氢平台均随x的增加而升高，而且平台变窄，放氢能力在变弱。二、机械球磨制备的复合材料Tio25Vo‘3Cr04Mno05—15、)lrt．％La067Mgo33Nh为Bcc结构。Lao67Mgo33N砒合金在Tio25Vo3cro4Mno05合金表面具有窗口和通道的作用，提高动力学性能，使复合材料Ti02

5、5v03cr04MIloorl5Ⅲ．％Lao67Mgo33N‰在室温下很容易活化。La067Mgo3jNi3o的添加，作为Ti025Vo3C‘04Mn0．05合金的第二相，以微集电流和电催化相提高合金电化学反应速度。使其具有190．5m劬／g的最大放电容量，且300次循环容量依旧保持93％。在探讨球磨工艺的过程中，球料比为30：1，在对球磨转速和球磨时间的研究中可以发现，在小于200r／min时，不能形成复合材料，只是简单的混合；当球磨转速大于300r／min时，才可以形成复合材料；Ti—V基l司溶体合金／ABx(

6、x_3．O，35，5．0)复台贮氢材料的电化学性能研究当转速大于40吲miIl时，由于形成互扩散层，使复合材料的电化学性能下降。在对球磨时间的研究中发现：随着球磨时间的增加，复合材料衍射峰宽化十分明显，这是由于球磨过程中复合材料的晶粒细化和部分非晶化。复合材料的颗粒大小和晶粒大小均减小，这对复合材料的活化十分有利。随着球磨时间的增加，复合材料的电化学容量先增加后减小，当球磨时间为6h时，合金具有最大的电化学容量。在研究不同的改性材料对复合材料性能影响时，主要研究了对电化学性能的影响，无论是添加AB3型、A287型、

7、AB5型合金，都可以使钒基固溶体合金Tio25V03Cr04MIl005具有电化学放电性能，且易于活化，AB3型合金La067Mgo33N‰具有最大的电化学容量。关键词：钒基固溶体合金，机械合金化，复合贮氢材料，贮氢性能，电化学性能硕士学位论文AbstractThispaperanalyses血eaddingMnelementtoTi—V-Crdepanmem，itsinnueⅡceofstoringhydrogenperformance，optimizedoutalloyTio25Vo3Cr04Mn005with

8、bettercomprehensivepe南rnlanceontllisbasis；ThenprepareingTio25v03Cr04MIlo05-ABx(x=3．O，3．5，5)throughthemechanicalalloymethodcomposite，studyingitselectricchemicalpropertyaIldstorehydr