钛-锰基注气金材研讨进境

发布日期：2013-07-09　来源: 中国压缩机网　查看次数: 60

核心提示：　　1-xAxMnA合金Ti1-xAxMnA合金目前大都是以Zr部分代替Ti的Ti1-xZrxMnA三元合金。T.Gamo等人在研究Ti1-xZrxMnA（x=0～0.2，A=1.5～1.8）合金过程中发现x值增大时，吸氢量增大，但放氢量下降；A值越接近于2，相均匀性程度越好，但吸氢量下降。通过x值和A值的调整，可获得吸放氢量较高，氢分解压在0.01～0.7MPa之间的合金。Oesterreicher等人也研究了Ti1-xZrxMn2的储氢性能，发现Ti1-xZrxMn2均为C14型Laves相，随

　　1-xAxMnA合金Ti1-xAxMnA合金目前大都是以Zr部分代替Ti的Ti1-xZrxMnA三元合金。T.Gamo等人<2>在研究Ti1-xZrxMnA（x=0～0.2，A=1.5～1.8）合金过程中发现x值增大时，吸氢量增大，但放氢量下降；A值越接近于2，相均匀性程度越好，但吸氢量下降。通过x值和A值的调整，可获得吸放氢量较高，氢分解压在0.01～0.7MPa之间的合金。Oesterreicher等人<4>也研究了Ti1-xZrxMn2的储氢性能，发现Ti1-xZrxMn2均为C14型Laves相，随Zr含量增加平衡压力下降，吸氢量增加，滞后及平台倾斜度减小。

　　以TiMn1.5合金为基础，对Mn元素进行替代的研究较多。T.Gamo等人<2>在研究TiMnA-yBy（A=1.4、1.5，y=0.1，B=Cu、Co、Fe、Ni、V）合金时发现当A=1.5，替代元素为Fe、Co、Cu时平衡氢压提高；而A=1.4时替代元素为Ni、V则平衡氢压降低。钱久信等<5>则研究了铸态TiMn1.5-xCrx的吸放氢性能，发现Cr部分替代Mn后，可缩短孕育期提高吸放氢速度、增加吸氢量，放氢量也有一定程度增加。

　　HongCunmao等人<6>研究TiMn1.25Cr0.25的吸放氢性能时发现TiMn1.25Cr0.25合金经1100℃、20小时的热处理后30℃时的储氢量从196mlg-1提高至230mlg-1，平台宽度从110mlg-1提高至150mlg-1，平台倾斜度从1.5减小至0.38.李玉凤等人<7>则对TiMn1.3B0.2（B=Cu，Ni，Co）合金进行了研究，结果发现上述元素替代后虽不影响活化性能，但使吸氢量降低。

　　以TiMn2为基的三元储氢合金的研究，一是对Mn元素进行替代，主要集中于用Cr、V元素替代Mn，其替代量甚至超出Mn含量；二是在Mn进行替代的同时，Ti超化学计量化。Y.Osumi等<8>研究了Ti1+xCr2-yMny合金系列，发现Ti超化学计量可显著改善TiCrMn合金的活化性能，使合金平台压力下降，但平台宽度缩小。Cr的替代则使合金平台压力上升，可逆储氢量下降。O.Bernauer等<9>和H.Iba等<10>研究了Ti-Mn-V合金系列的储氢性能，包括TiMnV、TiMn0.9V0.1等，认为钒的替代可提高储氢容量。

　　Ti-Mn基四元合金Ti-Mn基四元合金大多以TiMn2为基，以Zr部分替代Ti和以其它过渡族元素部分替代Mn而形成，其典型化学式为Ti1-xZrxMn2-yMy.T.Gamo等<2>研究了以Mo，Cu元素部分替代Mn的Ti1-xZrxMn2-yMy（x=0～0.5，y=0～1.5）四元合金系。他们发现，随着x、y值增大，合金氢化物分解压下降，而且放氢压力高于TiMn二元合金，其中Ti0.8Zr0.2Mn1.9Mo0.1吸放氢性能*佳，可形成Ti0.8Zr0.2Mn1.9Mo0.1H3.0氢化物，储氢量为1.72wt%，放氢率为88%，平台压力为0.2～0.6MPa.

　　HongCunmao等人<11>研究了Ti0.8Zr0.2Mn1.5M0.5（M=Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Al、Nb）合金系列，发现V、Cr、Fe、Cu是较为合适的替代元素，尤其是Cr和V元素替代组成的合金在30℃时储氢能力达H/M=1.0；当M为Al、Nb时合金吸氢量增大但难于释放，并且几乎看不见平台；而M=Ti时，合金仍吸氢，但合金本身已不是单一的C14相；M=Mn、Ni、Co时，合金完全不吸氢。

　　在Ti-Mn基四元合金中另一类是仅对B侧Mn元素进行多元替代。德国戴姆勒-奔驰公司<12，13>在Ti-Mn-V三元合金基础上添加Fe，研究作车用动力源的储氢合金，开发出了TiV0.6Fe0.15Mn1.3合金，该合金0℃时储氢量为2.15wt%，利用汽车尾气加热到150℃可放氢2wt%，加热到250℃可放氢2.1wt%.

　　Ti-Mn基多元合金Ti-Mn基多元合金，大多数是在性能较好的Ti-Mn基四元合金基础上添加1～3个过渡族元素而形成的。T.Gamo等<1>研究了Ti1-xZrxMn2-y-zByCz（B，C=V、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Nb、Mo等）的五元合金系列，发现Ti1-xZrxMn2-y-zVyCrz合金在x=0.1～0.2，y=0.2，z=0.2～0.6时，铸态便有很好的储氢特性，其中Ti0.9Zr0.1Mn1.4V0.2Cr0.4在室温时分解压为0.9MPa、吸氢能力H/M=1.07（即240mlg-1）、*大放氢量达到233mlg-1.该合金的P-C-T曲线如所示。新近，Y.Morita和T.Gamo等人<14>又进一步研究了该合金中添加非金属元素（如B、C、O、S和Se）对储氢性能的影响，发现无论是铸态或退火试样，添加S、Se或C均能显著提高平台压力并改善平台斜率与滞后因子。