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本文首先对国内外BCC固溶体型储氢合金的研究进展进行了全面综述。在此基础上,选择具有高吸氢量的Ti-Cr-V系储氢合金为研究对象,通过XRD、SEM、EDS分析以及吸放氢性能测试等手段,比较系统地研究了V含量对Ti-Cr-V三元合金微结构和储氢性能的影响,以及多元合金化和制备工艺对合金微结构和储氢性能的影响规律,力求通过合金成分的优化和制备工艺的改进,进一步提高Ti-Cr-V系储氢合金的综合性能。对(Ti-Cr)100-xVx(x=10-60,Ti/Cr=0. 7-0. 8) 三元合金的研究表明:当V含量x≤30时,合金由体心立方(BCC)结构的钒基固溶体主相和微量α-Ti第二相组成;当V含量增至x=45-55时,合金为单一的BCC相;当X=60时,合金中出现了少量C15型Laves第二相。储氢性能测试表明,随着V含量的增加,合金的活化性能下降;室温最大吸氢量和90℃有效放氢容量均先增后降,并在x=55时达到最高值。该系列合金的P-C-T吸放氢平台压力滞后都较大。当V含量x=55时,合金的综合性能相对较佳,室温最大吸氢量可达396 ml/g,90℃有效放氢容量为216 ml/g。在上述三元合金的研究基础上,本文系统研究了Zr部分取代对(Ti-Cr)45-xV55Zrx(x=1,3,5,7;Ti/Cr=0. 7-0. 8) 合金微结构及储氢性能的影响。结果表明,当Zr含量x=1时,合金由BCC钒基固溶体主相和微量α-Zr第二相组成;当Zr含量增至x=3-7时,合金由BCC钒基固溶体主相和α-ZrCr2第二相组成。储氢性能测试表明,随着Zr含量的增加,合金的活化性能得到改善;室温最大吸氢量和80℃有效放氢容量均先增后降,并在x=5时达到最高值;P-C-T曲线滞后减小,平台倾斜度增大。在所研究的合金中,(Ti-Cr)40V55Zr5合金的综合性能最佳,经2次吸放氢循环即可活化,室温最大吸氢量可达403 ml/g,80℃有效放氢容量达到230 ml/g。在上述四元合金的研究基础上,本文又进一步研究了热处理(1473K×2h or 6 h)和真空快淬对Ti-Cr-V-Zr四元合金微结构及储氢性能的影响。对(Ti-Cr)45-xV55Zrx(x=3,5) 合金的热处理研究表明:热处理后合金仍由BCC钒基固溶体主相和α-ZrCr2第二相组成,并有少量第三相出现。储氢性能测试表明,热处理后合金的活化性能均得到一定程度改善;合金的P-C-T特性得到有效改善,吸放氢压力滞后性和平台倾斜度减小,α区域也有一定程度减小。在所研究的合金中,经1473K×2h热处理的(Ti-Cr)40V55Zr5合金的综合性能最佳,室温最大吸氢量达到401ml/g,而80℃有效放氢量增加至240ml/g。对真空快淬(Ti-Cr)40V55Zr5合金的研究表明:合金中原有的α-ZrCr2第二相含量基本消失,BCC主相丰度明显升高,但主相晶胞体积由快淬前的0. 02782nm3降低为快淬后的0. 02773nm3。真空快淬后合金的吸氢动力学性能有所下降,最大吸氢量也明显降低,80℃有效放氢量由快淬前的230ml/g降到了快淬后的196ml/g,有效放浙江大学硕士学位论文氢率降低。 为了考察用钒铁合金替代高纯钒以降低此类合金成本的可行性,本文选用Fe部分取代Til7C几3V55Zr5合金中的V,系统地研究了Ti17C几3V55-x Zr5Fex(x= 11,12,14,16)合金的相结构及储氢性能。结果表明,合金的主相为BCC钒基固溶体,第二相为6一FeCr相和a一ZrCrZ相;随Fe含量的增加,BCC主相含量和晶胞体积逐渐降低,a一FeCr相含量逐渐增多,而a一ZrCrZ相基本不变。储氢性能测试表明,该系列储氢合金的活化性能和动力学性能都很好;当Fe含量从x=11增加至x=16时,合金的室温最大吸氢量从268ml/g逐渐降低至25 lml/g,80oC有效放氢量从153ml/g逐渐降低至137ml/g。研究表明,为了改善合金的有效储氢能力,必须消除合金中不吸氢的a一FeCr相或者抑制。一FeCr相的生成。关键词:储氢合金;BCC钒基固溶体;微结构;储氢特性;热处理;真空快淬