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Nb-Ti-Fe渗氢合金成分优化设计和氢传输性能研究
被引量：
2
1
作者
葛晓宇
闫二虎
+8 位作者
陈运灿
黄仁君
程健
王豪
刘威
褚海亮
邹勇进
徐芬
孙立贤
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第18期106-111,共6页
目前,围绕ⅤB族金属(Nb、V和Ta)及其合金开发廉价和高渗氢性能的合金膜材料成为研究的热点。基于此,本工作围绕Nb-Ti-Fe渗氢合金体系,即Nb_(10)Ti_(50+x) Fe_(40-x)和和Nb_(15)Ti_(45+x) Fe_(40-x)(x=0,5,10)合金,开展了一系列研究。首...
目前,围绕ⅤB族金属(Nb、V和Ta)及其合金开发廉价和高渗氢性能的合金膜材料成为研究的热点。基于此,本工作围绕Nb-Ti-Fe渗氢合金体系,即Nb_(10)Ti_(50+x) Fe_(40-x)和和Nb_(15)Ti_(45+x) Fe_(40-x)(x=0,5,10)合金,开展了一系列研究。首先通过SEM、EDS和XRD等对其显微结构特征进行了表征,在此基础上,利用氢渗透测试仪和Devanathan-Stachurski型电解池测量上述合金的氢传输性能,如氢渗透、氢扩散和氢溶解性能,最后阐明了合金成分、组织、氢传输性能之间的本征关系。研究结果表明,六种Nb-Ti-Fe三元合金均具有双相结构特征,即由TiFe相和α-Nb相组成,尽管个别成分中含有少量的NbFe相。此外,上述合金中,随着Ti/Fe比率的升高(即x值↑),共晶相体积分数增大,相反,初生TiFe相含量减少,伴随上述变化,合金的氢渗透性能变好,但抗氢脆性能变差,上述结果进一步证实了组织中的初生TiFe相和共晶相起抗氢脆作用,而α-Nb固溶体相起渗氢作用。Nb_(10)Ti_(55) Fe_(35) 合金在673 K下具有最优的渗氢性能,即:其氢渗透系数为3.28×10^(-8) mol H_(2) m^(-1)·s^(-1)·Pa^(-1/2),是相同实验条件下纯Pd的2.1倍。上述结果还远高于文献报道中的Nb_(12)Ti_(52)Fe_(36)(2.9×10^(-8) mol H_(2) m^(-1)·s^(-1)·Pa^(-1/2))。本工作证实了成分优化设计可以很好地调控合金的显微组织结构,进而获取综合性能良好的Nb-Ti-Fe渗氢合金。
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关键词
Nb-Ti-Fe合金
显微组织
氢渗透性能
氢扩散性能
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职称材料
Nb-Ti-Fe合金的组织和耐腐蚀性能及置氢前后的显微硬度研究
2
作者
黄仁君
闫二虎
+8 位作者
陈运灿
葛晓宇
程健
王豪
刘威
褚海亮
邹勇进
徐芬
孙立贤
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第7期171-177,共7页
Nb-Ti-Fe滤氢合金膜具有高的氢渗透性能和价格较低的优势而受到广泛关注。然而,截至目前,关于该合金膜耐腐蚀性能的研究较少有人报道,合金组织和耐腐蚀性能之间的关系尚未建立。基于此,本工作对Nb-Ti-Fe氢分离合金的显微组织、耐腐蚀性...
Nb-Ti-Fe滤氢合金膜具有高的氢渗透性能和价格较低的优势而受到广泛关注。然而,截至目前,关于该合金膜耐腐蚀性能的研究较少有人报道,合金组织和耐腐蚀性能之间的关系尚未建立。基于此,本工作对Nb-Ti-Fe氢分离合金的显微组织、耐腐蚀性能和置氢前后显微硬度开展了一系列研究。研究结果表明:Nb_(10)Ti_(50+x)Fe_(40-x)和Nb_(15)Ti_(45+x)Fe_(40-x)(x=0,5,10,15)两组合金中,当x<10,合金显微组织由初生α-Nb相和共晶(α-Nb+TiFe)相构成,当x>10,合金显微组织中初生相为TiFe相。当x=10时,少量的初生α-Nb相存在于Nb_(10)Ti_(60)Fe_(30)中,但该相在Nb_(15)Ti_(55)Fe_(30)合金中消失,取而代之的是共晶(α-Nb+TiFe)相。其次,上述合金经电化学腐蚀后,表面生成一层极薄的氧化物覆盖层,组分为Nb_(2)O_(5)、TiO_(2)、Nb_(2)C和Fe_(2)O_(3),腐蚀性能与相种类、成分紧密相关,Nb_(10)Ti_(65)Fe_(2)5合金(4#)的耐腐蚀性能较强,含有FeNb相较多的Nb_(15)Ti_(45)Fe_(40)合金(5#)耐腐蚀性能最低。另外,上述合金的置氢性能随着Ti/Fe原子比的增加而逐渐提高,相反,其维氏硬度值先降低而后增加,合金的平均硬度值分布在520HV~570HV之间,且组织中各相显微硬度值排列顺序由小到大为共晶(α-Nb+TiFe)、TiFe、α-Nb、FeNb,置氢后合金硬度降低原因是氢原子的引入促进位错增殖以及促使双扭折形核造成内部缺陷。
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关键词
Nb-Ti-Fe合金
显微组织
耐腐蚀性能
置氢
显微硬度
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职称材料
题名
Nb-Ti-Fe渗氢合金成分优化设计和氢传输性能研究
被引量：
2
1
作者
葛晓宇
闫二虎
陈运灿
黄仁君
程健
王豪
刘威
褚海亮
邹勇进
徐芬
孙立贤
机构
桂林电子科技大学广西信息材料重点实验室
中南大学粉末冶金国家重点实验室
出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第18期106-111,共6页
基金
国家自然科学基金(52161034,51761009,U20A20237,51863005,51462006,51102230,52101245,51871065,51971068)
广西自然科学基金(2020GXNSFAA159163,2021GXNSFBA075057)
+3 种基金
广西八桂学者基金、中德国际合作项目(GZ1528)
广西科技项目(AA19182014,AD17195073,AA17202030-1,AB21220027)
桂林电子科技大学研究生教育创新计划项目(2019YCXS109)
广西信息材料重点实验室基金项目(211012-Z)。
文摘
目前,围绕ⅤB族金属(Nb、V和Ta)及其合金开发廉价和高渗氢性能的合金膜材料成为研究的热点。基于此,本工作围绕Nb-Ti-Fe渗氢合金体系,即Nb_(10)Ti_(50+x) Fe_(40-x)和和Nb_(15)Ti_(45+x) Fe_(40-x)(x=0,5,10)合金,开展了一系列研究。首先通过SEM、EDS和XRD等对其显微结构特征进行了表征,在此基础上,利用氢渗透测试仪和Devanathan-Stachurski型电解池测量上述合金的氢传输性能,如氢渗透、氢扩散和氢溶解性能,最后阐明了合金成分、组织、氢传输性能之间的本征关系。研究结果表明,六种Nb-Ti-Fe三元合金均具有双相结构特征,即由TiFe相和α-Nb相组成,尽管个别成分中含有少量的NbFe相。此外,上述合金中,随着Ti/Fe比率的升高(即x值↑),共晶相体积分数增大,相反,初生TiFe相含量减少,伴随上述变化,合金的氢渗透性能变好,但抗氢脆性能变差,上述结果进一步证实了组织中的初生TiFe相和共晶相起抗氢脆作用,而α-Nb固溶体相起渗氢作用。Nb_(10)Ti_(55) Fe_(35) 合金在673 K下具有最优的渗氢性能,即:其氢渗透系数为3.28×10^(-8) mol H_(2) m^(-1)·s^(-1)·Pa^(-1/2),是相同实验条件下纯Pd的2.1倍。上述结果还远高于文献报道中的Nb_(12)Ti_(52)Fe_(36)(2.9×10^(-8) mol H_(2) m^(-1)·s^(-1)·Pa^(-1/2))。本工作证实了成分优化设计可以很好地调控合金的显微组织结构,进而获取综合性能良好的Nb-Ti-Fe渗氢合金。
关键词
Nb-Ti-Fe合金
显微组织
氢渗透性能
氢扩散性能
Keywords
Nb-Ti-Fe alloys
microstructure
hydrogen permeability
hydrogen diffusion property
分类号
TG139 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
Nb-Ti-Fe合金的组织和耐腐蚀性能及置氢前后的显微硬度研究
2
作者
黄仁君
闫二虎
陈运灿
葛晓宇
程健
王豪
刘威
褚海亮
邹勇进
徐芬
孙立贤
机构
桂林电子科技大学广西信息材料重点实验室
中南大学粉末冶金国家重点实验室
出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第7期171-177,共7页
基金
国家自然科学基金(52161034)
国家重点研发计划(2018YFB1502103)
+3 种基金
广西自然科学基金(2019JJA160006)
桂林电子科技大学研究生教育创新计划(2021YCXS155,2019YCXS109)
广西八桂学者基金、中德国际合作项目(GZ1528)
广西信息材料重点实验室基金(211012-Z)。
文摘
Nb-Ti-Fe滤氢合金膜具有高的氢渗透性能和价格较低的优势而受到广泛关注。然而,截至目前,关于该合金膜耐腐蚀性能的研究较少有人报道,合金组织和耐腐蚀性能之间的关系尚未建立。基于此,本工作对Nb-Ti-Fe氢分离合金的显微组织、耐腐蚀性能和置氢前后显微硬度开展了一系列研究。研究结果表明:Nb_(10)Ti_(50+x)Fe_(40-x)和Nb_(15)Ti_(45+x)Fe_(40-x)(x=0,5,10,15)两组合金中,当x<10,合金显微组织由初生α-Nb相和共晶(α-Nb+TiFe)相构成,当x>10,合金显微组织中初生相为TiFe相。当x=10时,少量的初生α-Nb相存在于Nb_(10)Ti_(60)Fe_(30)中,但该相在Nb_(15)Ti_(55)Fe_(30)合金中消失,取而代之的是共晶(α-Nb+TiFe)相。其次,上述合金经电化学腐蚀后,表面生成一层极薄的氧化物覆盖层,组分为Nb_(2)O_(5)、TiO_(2)、Nb_(2)C和Fe_(2)O_(3),腐蚀性能与相种类、成分紧密相关,Nb_(10)Ti_(65)Fe_(2)5合金(4#)的耐腐蚀性能较强,含有FeNb相较多的Nb_(15)Ti_(45)Fe_(40)合金(5#)耐腐蚀性能最低。另外,上述合金的置氢性能随着Ti/Fe原子比的增加而逐渐提高,相反,其维氏硬度值先降低而后增加,合金的平均硬度值分布在520HV~570HV之间,且组织中各相显微硬度值排列顺序由小到大为共晶(α-Nb+TiFe)、TiFe、α-Nb、FeNb,置氢后合金硬度降低原因是氢原子的引入促进位错增殖以及促使双扭折形核造成内部缺陷。
关键词
Nb-Ti-Fe合金
显微组织
耐腐蚀性能
置氢
显微硬度
Keywords
Nb-Ti-Fe alloy
microstructure
corrosion resistance
hydrogen placement
microhardness
分类号
TG139 [一般工业技术—材料科学与工程]
在线阅读
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
Nb-Ti-Fe渗氢合金成分优化设计和氢传输性能研究
葛晓宇
闫二虎
陈运灿
黄仁君
程健
王豪
刘威
褚海亮
邹勇进
徐芬
孙立贤
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
Nb-Ti-Fe合金的组织和耐腐蚀性能及置氢前后的显微硬度研究
黄仁君
闫二虎
陈运灿
葛晓宇
程健
王豪
刘威
褚海亮
邹勇进
徐芬
孙立贤
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
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