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文檔簡介
1、本文中選擇NbTiZrV、NbTiZrHf及NbTiZrHfV這三種成分合金進行組織與儲氫性能研究。采用真空非自耗電弧熔煉獲得母合金鈕扣錠,利用金相顯微鏡、X射線衍射儀及掃描電鏡研究合金鑄態(tài)及熱處理后組織演變規(guī)律;通過測定PCT曲線研究鑄態(tài)及熱處理合金的儲氫性能,揭示氫在合金的溶解與擴散機制。
鑄態(tài)條件下所選三類合金均由單一的BCC固溶體相構(gòu)成,但存在嚴重的晶格畸變及內(nèi)應力。NbTiZrV和NbTiZrHfV這兩種合金鑄態(tài)條件
2、下組織均為發(fā)達樹枝晶形貌,在熱處理后組織均發(fā)生了較大的改變。NbTiZrV合金熱處理后出現(xiàn)了Zr-rich和Zr-poor這兩種形式的BCC固溶體相,隨著熱處理時間的延長,兩相含量出現(xiàn)變化;NbTiZrHfV合金熱處理后出現(xiàn)了V2M形式的Laves相分布在晶界及晶粒內(nèi)部,但其含量較少,XRD衍射峰并不明顯。相比而言,NbTiZrHf合金鑄態(tài)條件下為等軸晶形貌,在經(jīng)歷長時間熱處理后組織形貌并沒有發(fā)生改變,且成分分布依舊十分均勻,說明其組織
3、具有優(yōu)越的熱穩(wěn)定性。
三種合金鑄態(tài)時均可吸收一定量氫,吸氫量排序為:NbTiZrHf> NbTiZrV>NbTiZrHfV,對于每一種合金而言其吸氫量均隨著溫度的降低而增大,即表現(xiàn)出吸氫放熱特性。從PCT曲線可以看出合金在低、中、高三段壓力范圍均呈現(xiàn)出各自的規(guī)律,低壓段(<0.1MPa)時,合金吸氫量大,速度快,表明氫在其中溶解速度快;中壓段(0.1~0.4MPa)時H溶解基本上呈現(xiàn)近線性關系,但并不符合Sievert’s定律
4、,線性擬合可得出氫溶解系數(shù)K,發(fā)現(xiàn)K值隨溫度的升高而增大;高壓段(>0.4MPa)時氫在合金中的溶解速度變慢,在此段主要是無序氫固溶體向有序氫化物轉(zhuǎn)變過程。另外,氫在各個合金的擴散系數(shù)D值和濃度相關,在較低濃度時,D值與濃度相關性較小,濃度高時相關性大,會明顯偏離理想情況。每種鑄態(tài)合金吸收大量氫后均出現(xiàn)多種形式氫化物如NbHx、ZrHx、HfHx等,x數(shù)值在一定范圍內(nèi)波動。測定了1273K熱處理120h后組織最穩(wěn)定的NbTiZrHf及出
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