Laves相Ti36Zr40Ni20Pd4合金的吸氘行为.pdf

第42卷 第6期 稀有金属材料与工程 Vr01．42．No．6 2013焦 6月 RAREMET札MATERIALSANDENGINEERING June2013 黄火根，刘天伟，陈 亮，张志 (中国工程物理研究院，四川绵阳621900) 摘要：针对Ti36Zr40Ni20ad4合金用X射线衍射仪和气固反应系统研究了其吸铸之前的晶体结构与吸氘特性。结果表明， Laves相，晶格常数a=0．5287nm与 吸铸前Ti36Zr40Ni20ad4合金母锭形成了配位数为14的MgZn2结构的简单六方C14 c=0．8610 nm。简单活化后，该合金可在室温下大量吸氘，浓度达到10．96 mmol·D2／g-M(D2指氘分子，M指合金)。经 过一次吸放氘循环后，吸氘动力学显著提高，吸氘速率常数达到0．015S～。相对于成分相同的准晶相，Laves相 Ti36Zr40Ni20Pd4合金吸氘较慢，但吸氘量相近，具有一定的储氢前景。 关键词：储氢合金；Laves相；Ti．Zr-Ni．Pd合金：氢同位素 中图法分类号：TGl39．7 文献标识码：A 文章编号：1002．185X(2013)06．1146．04 成分偏差控制为±0．5 近20年来，Ti．Zr-Ni基二十面体准晶(IQC)由于 mg。采用WK．II型非自耗电弧 可用来储存高容量氢而备受关注【卜61。对于其具有较高 炉制各样品，冷却水的流速约为120mL／s，电极电流 储氢能力的原因，目前主要被认为是这类准晶的内部结 为100～200A，在样品室真空高于10。2Pa时充入高纯 构中含有大量的四面体间刚71。然而，早期Kim等[2】Ar(99．99％)进行电弧熔炼合金，为保证成分均匀合 金共熔炼3次，最后一次熔炼的母锭作为实验样品。 的研究结果表明，Ti45Zr38Nil7合金在形成准晶相与其类 似相如Laves相时具有相近的饱和吸氢浓度，约11．8 Kct)仪表征，基本测试参数为：管电压35kV，管电 mmol·H2／g·M(H2指氢分子，M指合金)。Kim将这2 mA。 种相的储氢能力的相近性归功于它们都具有二十面体 流30 采用自制的气态储氢测试系统分析合金的吸放氘 团簇结构。而最近Kocjan等【81研究发现，Ti40zr40Ni20 合金退火得到Laves相时储氢量达到约8 特性，气路管道和贮氢罐采用抗氢不锈钢，压力传感 mmol／g，而形 成近单一的二十面体准晶相时是约5．5 器的量程为400kPa，精度为0．5级，温度监控仪的精 mmol／g。显然， 前者的储氢能力显著高于后者。因此，对于同一成分的 度在±1℃，气源为购置的高纯氘气。实验样品直接 Ti—Z卜Ni基合金，当它们形成不同相结构时储氢能力的使用原始的圆柱状吸铸棒，共装料约1g。本实验中样 差异仍需进一步探究。 品的活化只采用室温抽空和高温抽空两步，其中高温 抽空的温度控制在360℃左右。 前期，黄火根等[9]通过利用Pd替代Ti4拉“oNi20合 金中的Ti而得到Ti36Zr40Ni20Pd4合金，它在吸铸条件