非等莫耳六元CoxFeMnyTiVZr (0 ≤ x, y ≤ 2)高熵合金之儲氫研究

Hydrogen Storage in CoxFeMnyTiVZr (0 ≤ x, y ≤ 2) High-Entropy Alloys

劉宗憲(Tzung-Hsien Liu)

指導教授 ： 陳瑞凱 ； 葉均蔚

國立清華大學/工學院/材料科學工程學系/碩士(2010年)

摘要

本研究首先以CoFeMnTiVZr多元高熵合金為主體，分別對Co與Mn兩元素做變量或去除此六元合金中任一元而得數個六元非等莫耳(Cox與Mny)與五元等莫耳合金。接著將Ti2V2CrMn與CoFeMnTiVZr進行比例調配，研究Laves phase related BCC solid solution多相合金。合金以真空電弧熔煉法製備，以SEM與XRD繞射儀鑑定合金微結構，配合EDS測定合金成份，PCI與吸放氫動力學曲線探討合金於不同溫度之吸放氫性質，並以DSC測試放氫溫度。
CoxFeMnyTiVZr鑄造態合金微結構為C14 Laves phase，在B族元素含量為60 at%至80 at%範圍內為C14單相結構。XRD繞射峰半高寬偏高主要來自多元合金混合與偏離AB2計量比之反位取代缺陷造成的晶格扭曲。吸氫量最高可達2 wt%左右，多數可於100秒內達90％的飽和吸氫量，PCI平台寬廣且斜率偏高，來自多元混合造成的格隙能階差異，室溫下Mn1.25有效放氫量達1.39 wt%，為此系列六元合金中最高者。Ti2V2CrMn與CoFeMnTiVZr以不同莫耳比混合，可得BCC與Laves phase共存結構，Laves phase的加入可有效改善BCC合金於低溫下的吸放氫性質。

關鍵字

儲氫合金 ； 高熵合金 ； 介金屬 ； CoxFeMnyTiVZr ； PCI ； Laves phase ； C14 ； Laves phase related BCC solid solution

參考文獻

2. 許臻豪, 國立清華大學材料科學工程研究所碩士論文, (2008).

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6. A. Züttel, Materials Today, September 2003.