發(fā)布時間：2021-04-24 18:46

　　V基固溶體型儲氫合金具有理論儲氫量高、室溫下快速吸放氫、電化學(xué)容量大等優(yōu)點,成為移動儲能裝置和鎳氫電池負(fù)極方面最具潛能的材料之一。具有BCC相和C14 Laves相的Ti-V-Mn系合金的活化性能優(yōu)異,但儲氫量較低,且活化機理和吸放氫機制還缺乏系統(tǒng)深入地研究。本文通過調(diào)控晶格參數(shù)、相比例和熱力學(xué)參數(shù),系統(tǒng)地研究了三元Ti-V-Mn合金的儲氫性能,建立了成分、顯微組織與儲氫性能之間的關(guān)系;通過微量元素替代優(yōu)化合金成分,獲得活化性能和吸放氫性能俱佳的Ti₁₉Hf₄V₄₀Mn₃₅Cr₂合金;對鑄態(tài)合金進行熱處理,在保持較快的吸氫動力學(xué)基礎(chǔ)上,進一步提高合金的吸放氫量,并揭示了微結(jié)構(gòu)對儲氫性能的作用機制。改變?nèi)辖餞i-V-Mn的成分,對其顯微組織和儲氫性能進行研究,結(jié)果表明:固定V含量,增加Ti/Mn比例能夠增大BCC相晶胞體積,合金的有效儲氫量占吸氫量的最大比例出現(xiàn)在電子原子比為5.45左右或晶格常數(shù)在3.020?時;隨著V含量增加,BCC相增加,儲氫量先增加后降低。這是由于BC... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：149 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 儲氫合金
        1.2.1 儲氫合金原理
        1.2.2 合金的儲氫性能表征
        1.2.3 幾種典型的儲氫合金
    1.3 V基固溶體型儲氫合金
        1.3.1 V基固溶體型儲氫合金的結(jié)構(gòu)特征
        1.3.2 V基固溶體型儲氫合金的理論計算
        1.3.3 V基固溶體型儲氫合金的制備工藝
    1.4 V基固溶體型儲氫合金的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 合金化元素對儲氫性能影響
        1.4.2 后處理工藝對儲氫性能影響
    1.5 課題擬解決的關(guān)鍵問題及主要研究內(nèi)容
第2章 實驗材料及研究方法
    2.1 引言
    2.2 實驗技術(shù)路線
    2.3 實驗材料及制備工藝
        2.3.1 合金成分
        2.3.2 鑄態(tài)合金的制備
        2.3.3 熱處理
    2.4 實驗研究方法
        2.4.1 組織分析方法
        2.4.2 室溫壓縮性能測試
        2.4.3 儲氫性能測試
第3章 三元合金Ti-V-Mn的顯微組織與吸氫行為
    3.1 引言
    3.2 晶格參數(shù)設(shè)計
        3.2.1 鑄態(tài)合金V35TixMn65-x的相組成及顯微組織
        3.2.2 鑄態(tài)合金V35TixMn65-x的吸氫行為
        3.2.3 晶格常數(shù)對合金儲氫性能的影響
    3.3 相比例設(shè)計
        3.3.1 鑄態(tài)合金TiMn（Ti:Mn=5:8）-Vx（x=25,30,35,40,45,50）的顯微組織
        3.3.2 鑄態(tài)合金TiMn（Ti:Mn=5:8）-Vx（x=25,30,35,40,45,50）的吸氫行為
    3.4 熱力學(xué)研究
    3.5 本章小結(jié)
第4章 Ti（Zr/Hf）-V-Mn（Cr）合金的組織與放氫熱力學(xué)
    4.1 引言
    4.2 鑄態(tài)合金Ti（Zr）-V-Mn的顯微結(jié)構(gòu)及儲氫性能
23-xZr_xV₄₀Mn₃₇的相組成及顯微組織">        4.2.1 鑄態(tài)合金Ti_23-xZr_xV₄₀Mn₃₇的相組成及顯微組織
23-xZr_xV₄₀Mn₃₇的吸氫動力學(xué)性能">        4.2.2 鑄態(tài)合金Ti_23-xZr_xV₄₀Mn₃₇的吸氫動力學(xué)性能
23-xZr_xV₄₀Mn₃₇的放氫熱力學(xué)性能">        4.2.3 鑄態(tài)合金Ti_23-xZr_xV₄₀Mn₃₇的放氫熱力學(xué)性能
    4.3 鑄態(tài)合金Ti（Hf）-V-Mn的顯微結(jié)構(gòu)及放氫循環(huán)穩(wěn)定性
23-xHf_xV₄₀Mn₃₇的相組成及顯微組織">        4.3.1 鑄態(tài)合金Ti_23-xHf_xV₄₀Mn₃₇的相組成及顯微組織
23-xHf_xV₄₀Mn₃₇的放氫熱力學(xué)">        4.3.2 鑄態(tài)合金Ti_23-xHf_xV₄₀Mn₃₇的放氫熱力學(xué)
23-xHf_xV₄₀Mn₃₇的放氫循環(huán)穩(wěn)定性">        4.3.3 鑄態(tài)合金Ti_23-xHf_xV₄₀Mn₃₇的放氫循環(huán)穩(wěn)定性
    4.4 鑄態(tài)合金Ti-Hf-V-Mn（Cr）的顯微結(jié)構(gòu)及放氫熱力學(xué)性能
        4.4.1 鑄態(tài)合金Ti19Hf4V40Mn37-xCrx的相組成及顯微組織
        4.4.2 鑄態(tài)合金Ti19Hf4V40Mn37-xCrx的放氫熱力學(xué)性能
    4.5 小結(jié)
第5章 Ti（Hf）-V-Mn（Cr）合金的活化與吸放氫動力學(xué)
    5.1 引言
    5.2 Ti（Hf）-V-Mn（Cr）合金的表面狀態(tài)
        5.2.1 鑄態(tài)合金表面化學(xué)成分及化學(xué)態(tài)
        5.2.2 鑄態(tài)合金一次吸放氫循環(huán)后的表面化學(xué)成分及化學(xué)態(tài)
    5.3 Ti（Hf）-V-Mn（Cr）合金的微觀結(jié)構(gòu)
    5.4 Ti（Hf）-V-Mn（Cr）合金的吸放氫動力學(xué)
        5.4.1 鑄態(tài)合金的活化預(yù)處理條件
        5.4.2 鑄態(tài)合金的吸氫動力學(xué)
        5.4.3 鑄態(tài)合金的放氫動力學(xué)
    5.5 小結(jié)
19Hf₄V₄₀Mn₃₅Cr₂顯微組織與吸放氫行為的影響">第6章 熱處理對合金Ti₁₉Hf₄V₄₀Mn₃₅Cr₂顯微組織與吸放氫行為的影響
    6.1 引言
19Hf₄V₄₀Mn₃₅Cr₂的相組成和顯微組織">    6.2 熱處理合金Ti₁₉Hf₄V₄₀Mn₃₅Cr₂的相組成和顯微組織
19Hf₄V₄₀Mn₃₅Cr₂的相組成變化">        6.2.1 熱處理合金Ti₁₉Hf₄V₄₀Mn₃₅Cr₂的相組成變化
19Hf₄V₄₀Mn₃₅Cr₂的顯微組織">        6.2.2 熱處理合金Ti₁₉Hf₄V₄₀Mn₃₅Cr₂的顯微組織
19Hf₄V₄₀Mn₃₅Cr₂的吸氫行為">    6.3 熱處理合金Ti₁₉Hf₄V₄₀Mn₃₅Cr₂的吸氫行為
19Hf₄V₄₀Mn₃₅Cr₂的活化">        6.3.1 熱處理后合金Ti₁₉Hf₄V₄₀Mn₃₅Cr₂的活化
19Hf₄V₄₀Mn₃₅Cr₂的不同溫度吸氫動力學(xué)">        6.3.2 合金Ti₁₉Hf₄V₄₀Mn₃₅Cr₂的不同溫度吸氫動力學(xué)
19Hf₄V₄₀Mn₃₅Cr₂的放氫行為">    6.4 合金Ti₁₉Hf₄V₄₀Mn₃₅Cr₂的放氫行為
19Hf₄V₄₀Mn₃₅Cr₂的相組成和顯微組織">        6.4.1 飽和吸氫后合金Ti₁₉Hf₄V₄₀Mn₃₅Cr₂的相組成和顯微組織
19Hf₄V₄₀Mn₃₅Cr₂的放氫熱力學(xué)">        6.4.2 合金Ti₁₉Hf₄V₄₀Mn₃₅Cr₂的放氫熱力學(xué)
19Hf₄V₄₀Mn₃₅Cr₂的放氫相轉(zhuǎn)變">        6.4.3 合金Ti₁₉Hf₄V₄₀Mn₃₅Cr₂的放氫相轉(zhuǎn)變
19Hf₄V₄₀Mn₃₅Cr₂的放氫活化能">        6.4.4 合金Ti₁₉Hf₄V₄₀Mn₃₅Cr₂的放氫活化能
    6.5 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
個人簡歷



本文編號：3157879