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Nb-Ni-Ti体系氢分离合金膜的结构和渗氢性能研究
  • ISSN号:1002-185X
  • 期刊名称:《稀有金属材料与工程》
  • 时间:0
  • 分类:TG146.416[金属学及工艺—金属材料;一般工业技术—材料科学与工程;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]桂林电子科技大学,广西桂林541004
  • 相关基金:国家自然科学基金(50961004); 教育部留学归国人员科研启动基金(FM080084); 广西自然科学基金(2007230)
中文摘要:

开展了Nb-Ni-Ti体系氢分离合金膜的结构和渗氢性能研究。采用XRD、SEM分析膜片的相结构和组织特征,利用Devanathan-Stachurski双电解池法测定膜片的氢扩散系数,考察膜片厚度、成分和结构组织对其氢扩散系数的影响。实验结果表明:氢分离膜的氢扩散系数均随膜片厚度的增加而增大。制备的Nb-Ni-Ti体系合金膜都具有两相结构,即先析出相(bcc-Nb(Ni,Ti)固溶体)和共晶相(bcc-Nb(Ni,Ti)+β2-NiTi),个别成分点有少量的第三相NiTi2生成。膜片成分和组织结构对氢扩散系数影响显著,当合金中先析出固溶体相比例增加时,合金中的氢扩散系数也随着增大,而Ni,Ti含量的变化引起共晶相变化,NiTi相及NiTi2相都不同程度增加了共晶相的相比例而引起氢扩散系数的降低,但同时在结构上改善了合金在吸氢膨胀过程中发生的氢脆现象。氢在Nb-Ni-Ti体系氢分离膜中的扩散系数在10-9数量级范围。

英文摘要:

Microstructure and hydrogen permeability of Nb-Ni-Ti alloy membranes for hydrogen separation were investigated.XRD and SEM were employed to characterize the phases and microstructure of Nb-Ni-Ti ternary alloys;hydrogen diffusion coefficients of these membranes with different thickness,composition or microstructure,were measured in Devanathan-Stachurski dual-cell system.The results indicate that hydrogen diffusion coefficient increases with the increasing thickness of these membranes.Basically these alloys are all of two-phase,i.e.the primary bcc-Nb(Ni,Ti) solid solution phase and the eutectic phase of bcc-Nb(Ni,Ti)+β2-NiTi,while just a small amount of NiTi2 phase is observed in very few samples.Microstructure and composition play an important role on hydrogen diffusion.Hydrogen diffusion coefficient is increased with the increase of the content of solid solution phase;the addition of Ni and Ti lead to the variety of eutectic phase composition;the presence of NiTi phase and NiTi2 phase decreases the hydrogen diffusion coefficient,but benefits the resistance to hydrogen embrittlement induced by the crystal expansion/contraction during atomic hydrogen permeation/release.Hydrogen diffusion coefficient of Nb-Ni-Ti alloy membranes falls in the magnitude of 10-9 m2/s.

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期刊信息
  • 《稀有金属材料与工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国有色金属学会 中国材料研究学会 西北有色金属研究院
  • 主编:张平祥
  • 地址:西安市51号信箱
  • 邮编:710016
  • 邮箱:RMME@c-nin.com
  • 电话:029-86231117
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-185X
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1154/TG
  • 邮发代号:52-172
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,中国优秀期刊一等奖,中国有色金属工业优秀期刊1等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24715