抗氢致歧化ZrCo系贮氚合金研制及歧化机制研究.docx

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摘要：
贮氚合金是目前最具有发展前景和应用价值的氢能材料之一。鉴于抗氢致歧化问题的严重影响，本文以ZrCo系贮氚合金为研究对象，采用制备工艺、组织结构和相态分析等方法，研究了抗氢致歧化机制及其对合金性能的影响，同时尝试着制备出能够缓解歧化的贮氚合金。

随着人类对清洁能源需求的增长，贮氚合金作为一种独特的氢能材料正逐渐受到人们的关注。然而，在实际应用中，贮氚合金结构可能受到氢气作用而发生氢致歧化，这会极大地降低其性能并限制其应用范围。因此，研究抗氢致歧化机制对于开发高性能贮氚合金至关重要。

采用真空电弧熔炼法制备了不同配比的ZrCo系贮氚合金，并迅速冷却以制备出纯相合金。在不同温度下对样品进行氢气处理，并进行组织观察及物理性质测试。采用XRD、SEM和TEM等分析手段，研究歧化行为及相变过程，并对抗氢歧化机制进行探讨。

在高压氢气环境下，ZrCo合金可以通过氢气的吸附和快速渗透而实现吸氢，形成ZrCoHx有序氢化物。当ZrCoHxH2含氢量到达一定程度时，开始出现不同程度的歧化现象。研究发现，延长氢气处理时间或提高处理温度会加速歧化过程。同时，对于不同配比的ZrCo系贮氚合金，出现歧化的温度不同。XRD分析表明，歧化对晶体结构和相态的影响很大。合金中的Laves相不易受氢气的影响，而Co3H则容易歧化转变为CoH。

本文通过实验研究，系统性地探究了ZrCo系贮氚合金的抗氢致歧化机制及其对合金性能的影响。结果表明，合金的晶体结构和相态具有很大的影响，而Laves相的存在可以一定程度上缓解歧化。相应地，为了提高合金的抗氢致歧化性能，合金中应尽量增加Laves相的含量，减少 Co3H的含量。这些结果对于改进贮氚合金的氢气稳定性以及进一步推动贮氢技术的发展具有重要的意义。