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本文从合金制备、晶体结构分析和电化学实验三个方面研究了Ti-V-Cr系添加Mn元素对其储氢性能的影响,在此基础上优化出综合性能比较好的合金Ti0.25V0.3Cr0.4Mn0.05;然后又通过机械合金化的方法制备Ti0.25V0.3Cr0.4Mn0.05-ABx(x=3.0,3.5,5)复合材料,研究其电化学性能和储氢性能,得到的主要结论如下: 一、由真空电弧炉熔炼的铸态合金Ti0.25V0.35-xCr0.4Mnx(x=0~0.15)主相为BCC固溶体相,还有少量的C14Laves相。随着Mn含量的增加,合金晶胞体积在减小。合金Ti0.25V0.3Cr0.4Mn0.05充氢以后,由原先的体心立方(BCC)结构转变为面心立方(FCC)结构。空间结构群由Im-3m(229)转变为Fm-3m(225)。铸态合金Ti0.25V0.35-xCr0.4Mnx(x=0~0.15)的微观结构分析表明,当合金不含Mn时,由单一的BCC相构成;随着Mn含量的增加,第二相TiCr1.5Mn0.5开始析出,并且含量相应的增加,当x=0.15时,已经有相当多的TiCr1.5Mn0.5沿晶界析出。Mn元素较多的进入第二相,而且随Mn元素的加入,合金易于形成C14Laves相TiCr1.5Mn0.5,由于C14Laves相TiCr1.5Mn0.5贮氢量低(小于1.8wt%),这可能是随Mn含量的增加,合金吸氢量下降的原因之一。在研究Ti0.25V0.35-xCr0.4Mnx(x=0~0.15)热力学性能时,发现在室温下,Ti0.25V0.35-xCr0.4Mnx(x=0~0.15)合金难以活化,在温度升高至473K时,要经过六次活化,合金才能达到最大容量。从Ti0.25V0.35-xCr0.4Mnx(x=0~0.15)合金的p-c-T曲线上我们可以看出,当x=0时,合金具有最大的吸氢量和有效吸氢量,但是其放氢平台压较高,平台斜率较大;当x=0.05时,合金的平台压降低至0.1Mpa,而且平台斜率变小,虽然吸氢总量和放氢总量均减小,但是其具有较好的平台特性;随着Mn含量的进一步增加,合金的最大吸氢量和有效吸氢量均随x的增加而迅速减小。合金的放氢平台均随x的增加而升高,而且平台变窄,放氢能力在变弱。 二、机械球磨制备的复合材料Ti0.25V0.3Cr0.4Mn0.05-15wt.%La0.67Mg0.33Ni3.0为BCC结构。La0.67Mg0.33Ni3.0合金在Ti0.25V0.3Cr0.4Mn0.05合金表面具有窗口和通道的作用,提高动力学性能,使复合材料Ti0.25V0.3Cr0.4Mn0.05-15wt.%La0.67Mg0.33Ni3.0在室温下很容易活化。La0.67Mg0.33Ni3.0的添加,作为Ti0.25V0.3Cr0.4Mn0.05合金的第二相,以微集电流和电催化相提高合金电化学反应速度。使其具有190.5mAh/g的最大放电容量,且300次循环容量依旧保持93%。在探讨球磨工艺的过程中,球料比为30:1,在对球磨转速和球磨时间的研究中可以发现,在小于200r/min时,不能形成复合材料,只是简单的混合;当球磨转速大于300r/min时,才可以形成复合材料;