Re–TiFe系合金的儲(chǔ)氫性能研究.pdf

1、TiFe系貯氫合金以其價(jià)格便宜，資源豐富，吸氫容量大等優(yōu)點(diǎn)被人們所關(guān)注，同時(shí)它被認(rèn)為在燃料電池方面具有很大應(yīng)用前景的貯氫材料。但其活化性能差和易毒化的特性影響了其進(jìn)一步的應(yīng)用和發(fā)展。本文以TiFe合金為研究對(duì)象，選取了Mn作為替代元素，在此基礎(chǔ)上增加 Ti的化學(xué)計(jì)量比為1.1，并且用不同含量稀土元素 La替代合金中的金屬Ti，最終將合金成分設(shè)計(jì)為T(mén)i1.1- xLaxFe0.8Mn0.2（x=0,0.01,0.03,0.06,0.09）

2、。研究了鑄態(tài)、快淬態(tài)、球磨態(tài)合金的儲(chǔ)氫性能。分別用XRD、TEM、SEM等研究了合金相組成、微觀結(jié)構(gòu)。用半自動(dòng)PCT測(cè)試儀測(cè)試了合金的吸氫動(dòng)力學(xué)性能和PCT曲線，并對(duì)合金的熱力學(xué)焓變和熵變值進(jìn)行了擬合計(jì)算。通過(guò)分析優(yōu)化了合金成分設(shè)計(jì)和合金的制備處理工藝。
　　本文采用感應(yīng)熔煉法制備了Ti1.1-xLaxFe0.8Mn0.2（x=0,0.01,0.03,0.06,0.09）貯氫合金，在熔煉的過(guò)程中，為了防止在熔煉過(guò)程中稀土元素的氧化

3、和揮發(fā)，充入0.04MPa氬氣作為保護(hù)氣體。將所得的鑄態(tài)合金機(jī)械粉碎后測(cè)試表明：合金具有良好的活化性能，經(jīng)完全活化后的合金在3MPa，50℃的條件下，吸氫容量分別可以達(dá)到1.621、1.685、1.527、1.54、1.349wt.%。
　　鑄態(tài)、快淬態(tài)、球磨態(tài)合金通過(guò)X射線電子衍射（XRD）分析表明：鑄態(tài)、快淬態(tài)和球磨態(tài)合金的相組成都是由TiFe單相組成的，研究發(fā)現(xiàn)不同的處理工藝技術(shù)并沒(méi)有改變合金的相組成。對(duì)飽和吸氫后的合金樣品

4、XRD分析表明含有兩種氫化物，分別為T(mén)iFeH和TiFeH2，球磨態(tài)合金飽和吸氫后用XRD分析后表明：球磨態(tài)合金吸氫后的氫化物是由TiFeH和TiFeH0.06組成的，同時(shí)還有少量的TiH。
　　鑄態(tài)合金的活化性能優(yōu)異，隨著La替代量的增加，合金的活化性能提高，鑄態(tài)合金經(jīng)過(guò)2~3次活化吸氫就可以完全活化。而快淬態(tài)合金的活化困難，通過(guò)對(duì)快淬態(tài)合金進(jìn)行退火的熱處理工藝，合金的活化性能得到了明顯的改善。經(jīng)快淬處理后，合金的吸氫量有了較大