vticrfe合金吸放氢性能的研究

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1、V-Ti-Cr-Fe合金吸放氢性能的研究材料学专业研究生：梁浩指导老师：陈云膏教授本文在阅读分析国内外大量有关文献的基础上，立足于四川攀枝花地区丰富的钒钛、钒铁资源，以国内外研究相对成熟的V坷．cr体系为基础，着力研究开发具有自主知识产权的低成本V-TI-Cr-Fe四元合金体系。通过成分均匀设计法、Cr／Fe比、TdCr比和v含量调整，研究了成分配比对V-Ti-Cr-Fe体系组织结构和吸放氢性能的影响；研究了热处理对优化合金的组织结构及吸放氢性能的影响；研究了用一定量Ni、Mn元素取代V对优化合金吸放氢性

2、能的影响规律；研究了优化合金的吸放氢循环性能，并对影响合金吸放氢性能的因素进行了分析。得出了下列主要的研究结论。(1)研究了Tl／(Cr+Fe)、Cr／Fe、TdCr以及V含量对VⅢ-Cr-Fe合金吸放氢性能的影响，发现了成分配比对合金性能的影响规律。Td(Cr+Fe)大于l，合金主相为b．c．c．结构，Td(Cr+Fe)tb于1，除b．c．c．主相外，还含有Laces相TtFe2、Tier2和。相FeCr。对于v3脚35c珊如0F5．7．5，10,11．2，12．5)合金，Cr／Fe比越偏离2．5，合金

3、有效吸氢量越小。在v3躅3¨舡剪。FeIo合金中，随T／Cr增大，合金吸氢量增大，放氢平台压降低，TdCr>1．2时放氢量减小。在vx(11CrFe)I雕瓶：Q：F醐：5：2)中，随v含量增大，合金吸氢量增大，放氢量增大，放氢平台压降低。含V量为20aff,喀的合金出现Laves相。V埘33Cr27Felo与Vs蚴16Fe6是两种吸放氢性能较好的合金。(2)研究了热处理对V30']『i33Cr27Felo与V55"E20_sCrl$lFee．4合金吸放氢性能的影响。1523K保温30min、lh和3h随炉

4、冷却的工艺使V3m33Cr2TFelo贮氢合金放氢平台变平。平台压力降低。减小了合金吸放氢后的体胀，改变了合金晶粒的形态，改善了合金基体的组织均匀性。随保温时间延长，合金晶粒长大，晶胞体积减小，吸放氢量降低。保温30Ir血的合金具有最大的室温吸放氢量，保温3h的合金具有最好的室温吸氢动力学性能，5min内就能达到其饱和吸氡量的80％。1523K保温lOmin水冷的热处理工艺与1523K保温30min炉冷的热处理工艺对V30l"i33Cr27FelO合金改性的作用相当，对于其它保温时间来说，随炉冷却的工艺优

5、于水冷。对于中钒合金来说，冷却方式和温度影响不太明显，保温时间不宜过长。(3)研究了vs5—衄母加．5CrlglF％INi】。O山j．)(r-0．1，0．3,0．5，l；mo．3,0．7，1)的吸放氢性能和结构，考察了用Ni或Mn元素取代一定量V对合金结构与性能的影响。随Ni,Mm含量的增加，合金有效吸氢量先增大后减小，放氢压力增大。随Ni蛐含量的增加，合金吸氢动力学性能也是先有所改善，而后又变差。添加O．Iaf％Ni或0．3a竹AMn有利于改善基体合金V5巾20，crl8IFe-,6．4的吸放氢性能。用

6、Ni,Mn元素取代v引起的晶胞体积的变化、放氢平台压力的升高以及杂质相的出现，是影响合金有效吸氢量和吸氢动力学性能的主要因素。(4)研究了Vao'Ii33Cr2J7Feto与V55一fi20jCn8iFe6．4合金的吸放氢循环性能，发现随吸放氢循环次数的增加，合金放氢量发生衰减，放氢平台压力逐渐升高，随循环次数增加，合金颗粒逐渐粉化，比表面积增大，表面逐渐受到毒化，相转变的可逆性越来越差。在吸放氢过程中，合金由于颗粒粉化导致的表面毒化效应以及吸放氢过程中相变可逆性的恶化，是影响v．m—cr-Fc合金吸放氢

7、循环性能的主要原因。吸放氢循环对合金晶胞尺寸的影响也是影响合金性能的另一因素。关键词：贮氢合金，V基固溶体，V=Ii-Cr-Fe合金，吸放氢性能，循环性能，热处理。ⅡTheHydrogenAbsorptionandDesorptionPropertiesofV-Ti—Cr—FeAlloysPostgraduate：LiungHaoSupervisor：Prof．ChenYunguiInfltisthesis,literaturesinthel_e]atedacademicdomainweresunmaaf

8、izedandalmlysed．Basedoilthe妮蟊osystemsandtheabundant阿and魄l-eso嘲inPanzhihuaofSichuanProvince,V-Tt-Cr-Fesystemswithlowcostand．mdependentpatentwdt'edeveloped．Thcinfluenceofcompositionollthealloys’珥openi鹪w鹤studiedbymetho