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研究生:李世民
研究生(外文):Lee, Shyh Min
論文名稱:鈦鐵基三元合金之第二相或固溶體對其儲氫性能之影響
論文名稱(外文):Effects of the Second Phase and Solid Solution on the Hydrogenation Properties of TiFe-Based Ternary Alloys
指導教授:彭宗平彭宗平引用關係
指導教授(外文):Perng Tsong Pyng
學位類別:博士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:材料科學(工程)研究所
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1996
畢業學年度:84
語文別:英文
中文關鍵詞:氫化物鈦鐵合金
外文關鍵詞:HydrideTiFe alloy
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TiFe合金具有吸氫容量大且價格便宜之優點,極適合作為儲氫的媒介。然
而,其不易活化、對不純氫氣的敏感性和吸放氫過程中易微粉化等缺點,
亟須加以改善。本論文分為四部分,第一部分,係以少量的過渡金屬元素
錳、鉻取代TiFe合金中部分的鐵,研究第二相的存在對TiFe合金活化速率
的影響。第二部分,則是以鋁和過渡金屬元素鈷和鎳取代TiFe合金中部分
的鐵,研究固溶體對 TiFe合金吸氫性能之影響。第三部分,主要研究鋯
取代Ti Fe合金中部分鈦的儲氫特性。第四部分,在 Ti1+xFe合金中添加
微量輕元素硼、碳,研究其對 Ti1+xFe合金吸放氫特性及微粉化的影響。
在第一部分中,以錳、鉻取代部分的鐵,可提升TiFe合金的活化速率,在
室溫時,不需活化處理即可吸收氫氣。若經過900℃、80小時的均質化處
理,對 TiFe合金的活化並無助益,反而降低其速率。合金中第二相的存
在,明顯地增加合金活化速率。在第二部分中,以性質與鐵相近的鎳、鈷
取代部分的鐵。合金的吸放氫 P-C-T曲線形態相似,然而,其高原區的平
衡壓隨著鈷、鎳的添加而劇烈地降低,藉此可選擇適當成分的三元儲氫材
料利用於各種應用。若以原子半徑比鐵大的鋁取代鐵,則明顯地改變合金
吸放氫的 P-C-T曲線;隨著鋁的添加,P-C-T 曲線高原區的斜率變大,且
抑制 TiFeH2相的形成,使得合金的吸氫量減少。在第三部分中,TiFe合
金的活化速率隨著鋯添加量的增加明顯地加速,而且合金對不純氣體的敏
感性亦降低,合金之平衡吸放氫曲線亦有明顯之改變。在第四部分中,添
加微量的硼、碳,並未能改善合金微粉化的現象,反而抑制TiFeH2相的形
成,使得合金的吸氫量銳減。
Cover
摘要
誌謝
CONTENTS
Effects of the Second Phase and Solid Solution on the Hydrogenation Properties of TiFe-Based Ternary Alloys
Chapter 1 Introduction
1.1 Principles of Hydrogenation
1.2 The Formation Enthalpy of Metal Hydrides
1.3 Hysteresis Phenomenon
1.4 Applications of Metal Hydrides
1.4.1 Hydrogen Storage
1.4.2 Pruification of Hydrogen
1.4.3 The Heat Pump and Refrigeation
1.4.4 Nickel-Metal Hydride Batteries
1.5 The Ti-Fe System
References
Chapter 2 Microstructures and Hydrogenation Properties of TiFe1-xmMx(M=Cr,Mn)Alloys
Abstract
2.1 Introduction
2.2 Experimental Procedures
2.3 Results and Discussion
2.4 Conclusion
References
Chapter 3 Correlations of Substitutional Solid Solution with Hydrogenation Properties of TiFe1-x Mx(M=Ni,Co,Al)Alloys
Abstract
3.1 Introduction
3.2 Experimental Proecedure
3.3 Results
A. Partial Substitution of Fe by Ni and Co
B. Partial Substitution of Fe by Cr and Mn
C. Partial Substitution of Fe by Al
3.4 Discussion
3.5 Conclusion
References
Chapter 4 Effect of Partial Substitution of Ti with Zr on the Hydrogenation Paroperties of TiFe
Abstract
4.1 Introduction
4.2 Experimental Procedure
4.3 Results and Discussion
4.4 Conclusion
References
Chapter 5 Hydrogenation Properties of Ti1+xFeB0.001 and Ti1+xFeC0.001 Alloys
Abstract
5.1 Introduction
5.2 Experimental Procedures
5.3 Results
A. TiFeB0.001 and TiFeC0.001 alloys
B. TiFeB0.001 and Ti1.1FeC0.001 alloys
5.4 Discussion
5.5 Conclusion
References
Chapter 6 Summary
Others
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