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1、l第卷第期仪表材料,怕0EE2MMTTTRRRNN了N。年月Deee功ber1080贮氢特性测量方法陈虞才冯国华徐德明张传历(钢铁研究总院)一引言。,贮氢材料是一种新的功能材料它的应用基础在于能量转换其显著特点是化学能二二,。,,热能二耳机械能即三者之间可进行循环反应目前随着世界上大量地消耗石油煤及其,,。,它燃料人们已把目光开始转向于利用多种能源上否则能源危机将不可避免多年来利。,用无环境污染的太阳能日益受到重视此外无污染的二次能源一一氢能也开始引起人们注。意:Z,。利用太阳分解海水制成O和H然后分别将其贮存和运输以备各种应用贮氢材料有。
2、。、eg,,Li系F一Ti系和M一Ni系等它们除了可作为氢能的贮存和运输外还具有广阔。:。:、的用途以H为燃料和工作介质的各种新机器也将不断出现例如轻而小的贮氢瓶氢净化器、中子反应堆的减速剂、燃料电池电极、氢镍电池、催化剂、热泵、贮热器、贮电装置、利用太阳能的空调机、氢汽车、氢致冷机、原子反应堆上氖的分离器、氢打火机等。预,。测贮氢材料的用途将会不断扩大材料也会相应地发展贮氢:、、、、、材料的特性参数有贮氢量平衡反应温度平衡分解压反应生成热反应逮度、。活仁难易程度寿命(吸放老化)等其中最主要的是压力成份等温线(TPC)或叫,。—吸脱特性曲
3、线根据曲线可以获得上述大多数参数我们参考了有关文献在测量方面的特一令’-。、、〔,-点以定容一压差法为基础建立了测量装置本文介绍了该装置的原理操作计算a。。方法并给出了在本设备上测量LNi的吸脱曲线二原:,。金属间化合物与H发生反应时描述这一过程是压力成份等温线这条曲线一般:—可分为3段.1.金属间化合物相(a相。)氢溶解区.。2此段曲线呈平直状又叫平台区,金属间化合物相与氢化物相恒定氢压区(刀相),。处于平衡这个平台压力就是平衡压3.单相金属氢化物。在这里氢的浓度随压力增加而增加。(刀相)区根据氢化物饱和。吸氢的成份可以算出材料的贮氢量,
4、:一条;,在同一温度下压力一成份曲线有两条是吸收曲线另一条是脱出曲线这两条,。,曲线不相重合这称之为滞后现象在技术文献中压力一成份等温线一般是指脱出曲线而。,言测定压力一成份等温线的关键是在一定温度和压力下测定在贮氢的金属间化物中氢原,,:a。,子的含量用相对成份表示例如H/LN几关于贮氢材料中贮氢量的测量现行的方法贮氢特性测量方法6期陈虞才冯国华等:可分为以下几种.。,1重量法根据称出贮氢材料在吸收和脱出氢气时的重量差算出贮氢量和相对成份,日本金属材料研究所设计了专门的电动夭平来测贮氢特性,但是不适用于较高的温度和。压力2.定容法。Pih
5、liP实验室的研究工作者们〔`一“,,用倒置量筒,每次测量脱出一定容积的氢气,,这从而算出贮氢量,比个方法特别适合于脱出等温线的测量。其它方法显得方便但是对吸收曲线和平aHz衡分解压低于一个大气压(ltm)就不适P。用.。、平衡压34t,定容一压差法北田正弘..uegen〔“’APG等人采用一已知的参考体积的容器来测量吸收和脱出氢气的容量,测量系统中管道各部分的死体积是巳。知的通过相连压力表在吸收或脱出氢气,。时的压力差值计算贮氢量和相对成份相对成分H/M这个方,法对吸收和脱出等温线都适用而图1贮氢材料压力成份等温线。且对低于1atm的平衡
6、分解压也能测量—、第三,。我们参考第二两种方法的特点取长补短作成了一套测量装置三装置·2我们设计的贮氢特性测量装置的原理图如图所示主要分为4:个部份.、、,1。由氢气瓶到截止阀。。氢气源部分4为止装有减压阀缓冲器U高低压力表等,Z。,。它们由管道联结可以随意调节所需氢气压力暂贮存一定之H于U中以供测量时之需要.。2由真空泵和,,真空系统真空表V组成按一定顺序打开各个阀门可以把各段管道。,。系统抽成真空在作脱出曲线时每次侧量之前都需要把测量体积抽成真空.。、、327,这一段由参考容器;,:测量系统从图中阀到试样筒C标准压力表BsB。、,倒装量
7、筒l等组成这段是测量设备关键部份管道的死体积均已测量定标以便于作计算。之用.。,,4恒温部份为测各种温度下之等温线使样品筒处于各种温度之下在20、100℃,,,。用恒温水槽搅拌器控制器组成在100℃、50℃用自动控温的电炉,:0lookgc本装置的关键在于压力的测量因此我们用了两个标准的压力表B(一/m勺304kg,,和B(一c/m勺分别用于高低压力的测量压力表本身要求精度高管道与阀体不,,,,,能漏气因此在装配好之后要在真空和加压情况下分别严格地检漏以确保良好的密封。方可进行测量,。试样筒自带了一个截止阀14以防止取下试样筒后粉末氧化自燃
8、试样筒由铜或不锈钢,,。作成筒状要能耐热耐压而不漏气并装有过滤片阻止贮氢材料的粉末外溢管道可以适当,10,。弯曲伸到恒温水槽中如果需要在℃以上进行试验就在电护中进行恒温水槽和电炉
