2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
已閱讀1頁,還剩182頁未讀 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領

文檔簡介

1、釩基貯氫合金在室溫下可快速吸放氫,理論容量達到3.8wt%以上,因而受到廣泛的關注。采用純金屬釩制備的V-Ti基合金,如V-Ti-Cr合金,具有較高的放氫量,但其成本很高、活化比較困難,人們曾嘗試采用FeV80合金制備高容量釩基貯氫合金,但是沒有成功。本文針對以上問題,在查閱大量文獻的基礎上,提出研究思路及研究方案。通過成分調控、XRD、SEM/EDS組織結構分析及PCT吸放氫行為表征,并結合數理分析處理方法,研究構建了新型V-Ti-C

2、r-Fe四元合金體系,研究了V-Ti-Cr-Fe四元釩基貯氫合金體系吸放氫特性的影響因素,研究了FeV80合金中主要雜質(如Al、Si)對V-Ti-Cr-Fe合金性能的影響,分析了采用FeV80合金制備高容量釩基貯氫合金的可行性,并通過添加少量稀土元素改善V-Ti-Cr-Fe合金的活化性能,取得了如下重要的研究結果: 建立了新型的V-Ti-Cr-Fe合金體系。弄清了晶格常數(α)及電子濃度(C<,e>)對V-Ti-Cr-Fe合金

3、的影響。當α<0.3030nm時,隨著a的增大,合金的吸氫量逐漸增大;當α≥0.3030m,繼續(xù)增大a時,合金的吸氫量變化趨于平緩;因此,α≥0.3030nm.時,合金可以獲得較高的吸氫容量;合金的放氫量隨著α的增加,先增加后降低,當α在0.3030~0.3050nm之間時,合金具有較大的放氫量;當a=0.3036nm時放氫量達到最大值。當C<,e>>5,25時,不利于合金吸氫,且當C<,e>繼續(xù)增大時,吸氫量將顯著降低;當C<,e>在

4、5.13~5.25之間時,合金可獲得較高的放氫量。 設定a=0.3036nm及V/Fe=5,利用合金成分與晶格常數的關系在15at%~60at%V范圍內建立四元V-Ti-Cr-Fe合金體系,開發(fā)出了一系列可采用價廉的FeV80中間合金作為原料的V-Ti-Cr-Fe BCC合金,其晶格常數在0.3040~0.3053nm范圍內,電子濃度在5.14~5.23范圍內。當釩含量在20at%~55at%~寸,所開發(fā)的合金吸氫量大于3.55

5、wt%,放氫量大于2.03wt%,而當釩含量超出這一范圍時,不易獲得具有高吸放氫容量的含Fe合金;當釩含量在30at%~45at%之間時,開發(fā)的合金組織、結構及吸放氫性能非常接近,晶格常數達到0.3042nm左右,吸氫量均>3.70wt%,放氫量≥2.20wt%,其中合金V<,40>Ti<,28.4>Cr<,23.6>Fe<,8>具有最高的吸放氫容量,298K吸放氫容量分別可達到3.82wt%和2.30wt%,是V-Ti-Cr-Fe四元

6、合金體系中容量最高的。針對FeV80中間合金中含有雜質Al的問題,研究了(V<,30>Ti<,35>Cr<,25>Fe<,10>)<,100-x>Al<,x>合金中Al的作用,研究表明(0~5at%)Al的添加對V<,30>Ti<,35>Cr<,25>Fe<,10> BCC合金的組織結構無明顯影響,合金依然為BCC固溶體結構,但是晶格常數增大,吸放氫容量降低,平臺壓力升高。且隨著Al含量的升高,合金的吸放氫容量降低,而平臺壓力升高;當A

7、l含量不超過1.5at%時,合金的吸放氫容量沒有明顯降低,分別達到3.42wt%和1.84wt%以上。 針對FeV80中間合金中含有雜質Si的問題,研究了(V<,30>Ti<,35>Cr<,25>Fe<,10>)<,100-x>Si<,x>(x=0~2.5)合金中Si的作用,研究表明在V<,30>Ti<,35>Cr<,25>Fe<,10> BCC合金中添加Si后,合金中出現C14 Laves第二相,隨著Si含量的增加,Laves

8、相含量將增加,而BCC相和其晶格常數均降低。Laves相主要分布于合金的晶界處,Si在其中富集;Laves相的產生顯著地提高合金活化性能,使合金在室溫下無需活化處理、經過短暫孕育期后就可以快速吸氫。Si的添加引起合金的吸放氫容量降低,平臺壓力升高,平臺斜率增大。Si含量不超過1.0at%時,合金的吸氫量不會明顯降低;不超過0.63at%時,放氫量無明顯降低。 同樣針對雜質Si的問題,研究了添加1 at%Si的(30~70)V-T

9、i-Cr-Fe(Ti:Cr:Fe=35:25:10)合金,研究表明:釩含量的升高有利于提高合金中BCC相的含量,從而提高合金的吸放氫容量;當釩含量≥42at%B寸,1.0at%Si的添加不明顯影響合金的吸放氫容量,但是明顯提高合金的活化性能和平臺分解壓力。 針對雜質Al和Si的協同作用問題,研究了V<,30>Ti<,35>Cr<,25>Fe<,10->Al<,1.25>Si<,x>(x=0~1.0)合金,研究表明含Si合金由BC

10、C相和C14 Laves相構成,Laves相的含量隨著Si含量的增加而增加;隨著Si含量的增加,合金的吸放氫容量降低,平臺壓力升高。Si對V<,30>Ti<,35>Cr<,25>Fe<,10>-Al<,1.25>和對V<,30>Ti<,35>Cr<,25>Fe<,10>合金的影響類似,同時添加的Al和Si對合金的結構和組織的影響彼此獨立;當Si≤0.3at%時,V<,30>Ti<,35>Cr<,25>Fe<,10>-Al<,1.25>S

11、i<,x>具有較高的吸放氫容量,表明采用FeV80合金做為制備釩基貯氫合金原料具有可能性。研究了稀土元素的作用。在V<,55>Ti<,22.5>Cr<,16.1>Fe<,6.4> BCC合金中添加少量(0.5at%~3at%)稀土元素Ce后,Ce以單質形態(tài)彌散分布于合金之中,明顯提高合金的活化性能,使得合金在室溫下無需活化,經過短暫的孕育期后即可快速吸氫,隨著Ce含量的提高,孕育期逐漸縮短。0.5~3at%Ce的添加對合金的吸放氫容量及

12、PCT性能無明顯的影響;在V<,55>Ti<,22.5>CF<,16.1>Fe<,6.4>合金中添加La、Pr、Nd與Ce的作用及影響相似。由于稀土元素的高活性導致含稀土合金在室溫下迅速活化,快速吸氫。 研究了采用FeV80及添加少量稀土制備的鑄態(tài)V<,30>Ti<,35>Cr<,25>Fe<,10>合金的組織結構與吸放氫特性,它由BCC主相、少量C14 Laves相和稀土相構成,BCC相主要以樹枝晶形貌為主,Laves相分布于

13、晶枝間,稀土相彌散分布于合金基體中;298K下,合金無需活化,經過短暫的孕育期(30s)后即可快速吸氫,在隨后的5min內基本達到吸氫飽和,吸放氫容量分別達到3.60wt%和1.88wt%,合金氫化物的生成焓為-47.9 kJ/mol·H<,2>。 為改善采用FeV80及添加少量稀土制備的V<,30>Ti<,35>Cr<,25>Fe<,10>鑄態(tài)合金的組織與性能,研究了高溫(1373K~1673K)熱處理對其組織結構及吸放氫性能

14、的影響,得到如下結果:1)熱處理溫度的影響。在低于1573K的溫度下熱處理時,位于晶枝間的Laves相將進一步生長,含量明顯增加,從而引起合金容量顯著降低,放氫平臺消失;在1573K及以上溫度進行熱處理時,合金中的Laves相含量顯著降低,樹枝晶消失,晶粒長大,晶粒內部出現亞晶組織,合金成分均勻性提高,導致合金吸放氫量增加、放氫平臺斜率明顯降低,依然具有良好的活化性能和吸氫動力學性能;1673K下熱處理后的合金,具有最高的吸放氫容量,在

15、298K下分別達到3.66wt%和2.05wt%。2)熱處理時間的影響。在1673K下,對熱處理時間(10~120min)影響的研究表明,熱處理時間對合金的結構、組織形貌、活化性能、動力學性能及吸放氫容量并無明顯影響;熱處理30min和120min時,合金的放氫容量略高,達到2.05wt%。 針對用FeV80及添加少量稀土制備的(20~55)V-Ti-Cr-Fe熱處理(1673K/30min)合金的研究表明:當釩含量為20at%

16、時,合金中出現大量的C15 Laves相,吸放氫容量均很低,298K下分別為2.50wt%和1.05wt%;當釩含量在25at%~40at%范圍內時,制備的合金基體為BCC相,298K下的吸氫量大于3.65wt%,最高可達3.80wt%,放氫量≥2.23wt%;V<,30>Ti<,32.4>Cr<,31.6>Fe<,6>合金,室溫下平臺分解壓達到0.13MPa,放氫量達到2.35wt%,373K下放氫量達到2.56wt%,是目前文獻報道

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 眾賞文庫僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論