ti—v合金及其氫化物結構的研究

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1、Ti—V合金及其氫化物結構的研究Ti—V合金及其氫化物結構的研究/萬竟平等?451?Ti-V合金及其氫化物結構的研究萬競平,彭述明,龍興貴,楊本福(中物院核物理與化學研究所,綿陽621900)摘要介紹了3種組成的Ti—V合金(Tio.76Volz4,Ti..51Vo.和T

2、0_25Vo.s)及其氫化物的晶體結構確定方法.通過XRD分析和理論計算,確定這3種合金為bcc結構,它們的純p相氫化物是fcc結構,并測得了這兩類結構的晶胞參數(shù).研究發(fā)現(xiàn),Ti—V合金吸氫性能比金屬V有所政善,H原子數(shù)與合金

3、原子數(shù)之和的比大于1.0才能發(fā)生a相氫化物向8相氫化物的轉變.關鍵詞Ti—v合金晶體結構XRD分析氫化物InvestigationsontheCrystalStructureofTitanium-VanadiumAlloysandTheirHydridesWANJingping,PENGShuming,LONGXinggui,YANGBenfu(InstituteofNuclearPhysicsandChemistry,CAEP,Mianyang621900)AbstractInvestigat

4、ionsonthecrystalstructureofTio76v0.24,Tio5lVo.4gandTio.25V075aswellastheirhy一&idesarereportedinthispaper.TheXRDanalysisandtheoreticcalculationindicatethatthesethreealloyshaveabbcstructure,andthattheirpure8phasehydrideshaveafeestructur~Thecrystall

5、atticeparametersOfthetwOkindsofstructureareobtained.AccordingtOtheinvestigations,itisconcludedthatthehydrogenabsorptionactivityisimprovedcomparedwiththatofthemetalvanadium,andthataphasehydridetransformsintothe口phasehydridewhentheatom—icratioofHtOTi+V

6、isbeyond1.0.KeywordsTi—Valloys,crystalstructure,XRDanalysis,hydrideTi_V合金兼具金屬Ti和V的特性,是一種新型的貯氫材料,具有許多潛在的應用價值.合金中Tl的含量大,因Ti是優(yōu)良的貯氫材料,室溫鈦的氫化物穩(wěn)定,貯氫容量大,氫平衡壓力低,Ti-V合金可作為貯氫材料;合金中V含量高,合金可用于氫同位素的增壓;V的氫化物不僅氫平衡壓力高,被用作氫同位素的增壓泵,而且氫同位素效應較大,在室溫下氫與氘的平衡壓力相差可達0.3MPa,且其

7、氚化物比氘化物穩(wěn)定,而氘化物又比氫化物穩(wěn)定,在用金屬氫化物的柱色譜分離氫同位素時具有易于富集氚或氘的特點_l],高V組成的Ti-V合金能否仍然保留這一特性需要研究證實;以TV合金為基的三元或多元合金,因具有優(yōu)異的抗中子活化性能,是聚變裝置內包層潛在的結構材料,目前正被廣泛研究_4].因此,研究Ti-V合金一氫同位素體系的性質具有重大的應用價值.結構與性質有密切關系.一般認為,Ti—V合金是固溶體.但是,室溫下鈦為hop結構(a=0.295nrn,c一0.468nm),V為bcc結構(a=0.30

8、3nm).研究Ti與V形成合金的結構及其對合金氫化物結構的影響和與吸氫性能的關系,是研究Ti-V合金一氫同位親體系性質的基礎.應用Ti—V合金及其系列氫化物的XRD分析和理論計算,研究了T

9、_V合金及其氫化物的晶體結構,TV合金吸氫的基本性質和氫化物相轉變過程.1實驗1.1Ti-V合金及其氫化物的制備鈦的清洗液按水,濃HzSO4,濃HNOs,HF體積比10t3:萬竟平:Tel:0816—2492940E-mail:wanjp6003@torn.tom3:1配制,釩的清洗液按水,濃H2SO4,濃H

10、NOs體積比1O:3;3配制將鈦和釩清洗至表面呈現(xiàn)金屬光澤,再用蒸餾水徹底洗去酸液,烘干后備用.金屬Ti和V按比例混合均勻,用CYP60C1型磁懸浮熔煉爐在Ar氣保護下反復熔煉5次,制成Ti—V合金錠.合金組成有3種,分別是Tv0.z,T.v0..和Ti0z5,,0.s.然后用線切割成片,洗凈后制成供XRD分析的樣品.或用氫氣充分活化,吸氫制成氫化物XRD分析樣品.1.2XRD分析用DX-1000衍射儀對TI-V合金(片材)和TI_V合金的氫化物(粉末)進行XRD分析.2結果與討論2.1Ti-V