Ti-Mo合金吸放氢同位素效应研究

发布时间：2023-02-19 18:27

　　为了研究一种新型的氢同位素分离材料，来代替目前使用的昂贵的钯粉，对Ti-Mo合金的吸放氢性能、氢同位素效应进行了研究。 采用磁悬浮熔炼法制备了不同Mo含量的钛钼合金，TiMo_x(X=0.03，0.13，0.25，0.50，1.00)。采用等离子体发射光谱(ICP-AES)法对合金的成分进行了测定。采用X射线衍射技术对合金及其氢化物的物相结构进行了表征，利用热重-差示量热联用技术(TG-DSC)对合金氢化物的热稳定性进行了测试。结果表明：合金的实际组成与理论值相符，物相结构与文献报道结果保持一致，基本符合材料的设计要求。钼含量大于0.13(质量分数20％)，元素钼可将钛的高温beta相稳定到室温。在0.02Mpa氢气氛下，室温下合金吸氢饱和后物相结构为TiH_1.971(fcc)相的氢化物与β-Ti(bcc)相的氢固溶体共存。Mo含量增加，合金的室温饱和吸氢量变小，同时β-Ti(bcc)相的氢固溶体比例增加。TiMo_0.03吸氢产物中除含有少量合金氢化物外，主要含有TiH₂。Mo含量大于0.13，产物中...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 金属氢化物的氢同位素效应
        1.2.1 氢同位素-金属体系的相平衡理论
        1.2.2 金属(金属间化合物)的本质对氢同位素效应的影响
    1.3 Ti-Mo-H体系研究现状
        1.3.1 Ti-Mo合金的结构
        1.3.2 Ti-Mo合金的吸氢性能
        1.3.3 Ti-Mo合金的吸放氢同位素效应
    1.4 本论文的研究内容
第二章 Ti-Mo合金及其氢化物的制备与分析
    2.1 引言
    2.2 Ti-Mo合金的制备
        2.2.1 金属的机加工和清洗
        2.2.2 合金的熔炼
        2.2.3 合金的机加工和清洗
    2.3 合金的成分分析
    2.4 Ti-Mo合金的物相分析
        2.4.1 吸氢前Ti-Mo合金的物相结构
        2.4.2 吸氢后Ti-Mo合金的物相结构
    2.5 Ti-Mo合金吸氢产物的热分析
    2.6 小结
第三章 Ti-Mo合金吸氢动力学同位素效应研究
    3.1 引言
    3.2 实验方法与装置
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 合金吸氕的P-t曲线
        3.3.2 合金吸氕的表观活化能Ea

        3.3.3 合金吸氘的动力学性能
        3.3.4 合金吸氕、氘的平衡吸气量比较
        3.3.5 合金吸氕、氘动力学同位素效应
    3.4 小结
第四章 Ti-Mo合金放氢动力学同位素效应研究
    4.1 引言
    4.2 实验方法与装置
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 合金氕化物热解析的c-t曲线
        4.3.2 氕化物热解析速率常数K_d

        4.3.3 氕化物热解析的表观活化能E_d

        4.3.4 合金放氘动力学研究
        4.3.5 合金氕、氘化物热解析动力学同位素效应
    4.4 合金的吸放氢性能评估
    4.5 小结
第五章 Ti-Mo合金吸氢-氘混合气同位素效应研究
    5.1 引言
    5.2 实验方法
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 送样导管对实验结果的影响
        5.3.2 Ti-Mo合金吸氢-氘混合气同位素效应
        5.3.3 分离效果评估
    5.4 结论
第六章 主要结论和后续研究方向
致谢
参考文献
附录



本文编号：3746733

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