理论教育 V-Ti-Cr合金体系:氢与氢能

V-Ti-Cr合金体系:氢与氢能

时间:2023-11-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:对于体心立方结构的Ti-Cr合金以及V-Ti-Cr合金,最大吸氢量强烈取决于间隙位置的大小,随着间隙位置半径的增加而线性增加。因此,V-Ti-Cr合金的最大储氢量和可逆吸放氢量强烈取决于合金中Ti和Cr的比例。研究表明[244],V-Ti-Cr合金中,随着Ti/Cr的比值升高,合金的晶格参数增大,储氢量增大平衡压力降低。当Ti/Cr的比值为0.625时,V-Ti-Cr合金在313K下的平台压约为0.2MPa。可以通过高温退火后淬火,得到体心立方结构的合金,得到与富V的V-Ti-Cr合金同样的性能。

V-Ti-Cr合金体系:氢与氢能

对于V基合金,研究希望减少V的含量,且合金的性能不发生衰减,而Ti、Cr两种元素可以形成体心立方(bcc)结构的合金,且Ti-Cr体心立方(bcc)结构的合金本身也具有2.6wt%左右的储氢量,因此,Cr对于开发低V系廉价的V-Ti-Cr储氢合金具有很重要的作用。研究表明,对于V含量很低(摩尔分数约5%)的V-Ti-Cr合金,仍具有3wt%左右的储氢量。Ti-Cr基合金需要在高温下退火后再在水中淬火才能得到体心立方(bcc)结构的合金,但V-Ti-Cr合金不需要淬火就可以得到体心立方(bcc)结构的合金。对Ti/Cr比值为0.625,V的摩尔比例为0~35%的V-Ti-Cr合金研究表明,V的含量低于5%摩尔分数时,合金是Laves相,当V的摩尔分数大于15%时,合金主相为体心立方相,当V的摩尔分数为5%~15%时,合金为两相的混合。为对于体心立方(bcc)结构的Ti-Cr基合金,其晶格参数随Ti含量的增加而增加;而对于V-Ti-Cr基合金,其晶格参数随Ti含量的增加而增加,而随Cr含量的增加而减小。这是由于Ti的原子半径大于V的原子半径,而V的原子半径又大于Cr的原子半径。对于体心立方(bcc)结构的Ti-Cr合金以及V-Ti-Cr合金,最大吸氢量强烈取决于间隙位置的大小,随着间隙位置半径的增加而线性增加。因此,V-Ti-Cr合金的最大储氢量和可逆吸放氢量强烈取决于合金中Ti和Cr的比例。研究表明[244],V-Ti-Cr合金中,随着Ti/Cr的比值升高,合金的晶格参数增大,储氢量增大平衡压力降低。当比值升高到0.75时,合金具有最大的储氢量和可逆吸放氢量。而当Ti/Cr的比值继续升高时,最大吸氢量不再升高,有效吸氢量却急剧下降,而平衡压力极低,且平台变窄几乎消失。当Ti/Cr的比值为0.625时,V-Ti-Cr合金在313K下的平台压约为0.2MPa。V-Ti-Cr储氢合金具有良好的储氢性能,抗粉化能力很强,1000次循环后颗粒直径几乎没有减小,主要应用于循环吸放氢方面和富集氢同位素方面。但V-Ti-Cr合金的滞后很大,且V含量较少的V-Ti-Cr合金在浇铸状态下是体心立方相比例很少的合金,储氢性能较差。可以通过高温退火后淬火,得到体心立方结构的合金,得到与富V的V-Ti-Cr合金同样的性能。(www.daowen.com)

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