ti—v合金及其氢化物结构的研究

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1、Ti—V合金及其氢化物结构的研究Ti—V合金及其氢化物结构的研究/万竟平等?451?Ti-V合金及其氢化物结构的研究万竞平,彭述明,龙兴贵,杨本福(中物院核物理与化学研究所,绵阳621900)摘要介绍了3种组成的Ti—V合金(Tio.76Volz4,Ti..51Vo.和T

2、0_25Vo.s)及其氢化物的晶体结构确定方法.通过XRD分析和理论计算,确定这3种合金为bcc结构,它们的纯p相氢化物是fcc结构,并测得了这两类结构的晶胞参数.研究发现,Ti—V合金吸氢性能比金属V有所政善,H原子数与合金

3、原子数之和的比大于1.0才能发生a相氢化物向8相氢化物的转变.关键词Ti—v合金晶体结构XRD分析氢化物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合金兼具金属Ti和V的特性,是一种新型的贮氢材料,具有许多潜在的应用价值.合金中Tl的含量大,因Ti是优良的贮氢材料,室温钛的氢化物稳定,贮氢容量大,氢平衡压力低,Ti-V合金可作为贮氢材料;合金中V含量高,合金可用于氢同位素的增压;V的氢化物不仅氢平衡压力高,被用作氢同位素的增压泵,而且氢同位素效应较大,在室温下氢与氘的平衡压力相差可达0.3MPa,且其

7、氚化物比氘化物稳定,而氘化物又比氢化物稳定,在用金属氢化物的柱色谱分离氢同位素时具有易于富集氚或氘的特点_l],高V组成的Ti-V合金能否仍然保留这一特性需要研究证实;以TV合金为基的三元或多元合金,因具有优异的抗中子活化性能,是聚变装置内包层潜在的结构材料,目前正被广泛研究_4].因此,研究Ti-V合金一氢同位素体系的性质具有重大的应用价值.结构与性质有密切关系.一般认为,Ti—V合金是固溶体.但是,室温下钛为hop结构(a=0.295nrn,c一0.468nm),V为bcc结构(a=0.30

8、3nm).研究Ti与V形成合金的结构及其对合金氢化物结构的影响和与吸氢性能的关系,是研究Ti-V合金一氢同位亲体系性质的基础.应用Ti—V合金及其系列氢化物的XRD分析和理论计算,研究了T

9、_V合金及其氢化物的晶体结构,TV合金吸氢的基本性质和氢化物相转变过程.1实验1.1Ti-V合金及其氢化物的制备钛的清洗液按水,浓HzSO4,浓HNOs,HF体积比10t3:万竟平:Tel:0816—2492940E-mail:wanjp6003@torn.tom3:1配制,钒的清洗液按水,浓H2SO4,浓H

10、NOs体积比1O:3;3配制将钛和钒清洗至表面呈现金属光泽,再用蒸馏水彻底洗去酸液,烘干后备用.金属Ti和V按比例混合均匀,用CYP60C1型磁悬浮熔炼炉在Ar气保护下反复熔炼5次,制成Ti—V合金锭.合金组成有3种,分别是Tv0.z,T.v0..和Ti0z5,,0.s.然后用线切割成片,洗净后制成供XRD分析的样品.或用氢气充分活化,吸氢制成氢化物XRD分析样品.1.2XRD分析用DX-1000衍射仪对TI-V合金(片材)和TI_V合金的氢化物(粉末)进行XRD分析.2结果与讨论2.1Ti-V