CrFexMnTiyVzZru (0 ≤ x, y, z, u ≤ 2) 高熵合金之儲氫研究

Hydrogen Storage in CrFexMnTiyVzZru (0 ≤ x, y, z, u ≤ 2) High-Entropy Alloys

李迴

指導教授 ： 陳瑞凱 ； 吳振名

國立清華大學/工學院/材料科學工程學系/碩士(2013年)

摘要

本研究以六元CrFeMnTiVZr為主體，進行Fe、Ti、V、與Zr的個別調變，設計出拾數個非等莫耳合金，探討單一元素變量對合金吸氫的影響。真空電弧熔煉製備鑄造態合金，使用SEM與XRD儀鑑定合金的微結構，以BEI影像搭配EDS，進行合金內相的成份鑑定，合金擊碎過篩後執行活化消除毒化層，吸氫動力曲線與PCI探討合金於不同溫度、不同成份下之吸放氫機制，並以DSC量測放氫溫度。
鑄造態CrFexMnTiyVzZru結構為接近AB2配比的C14 Laves相，呈樹枝晶偏析。偏離AB2配比時有析出相產生。吸氫測試後C14結構不變。XRD繞射峰半高寬偏高，是來自多元混合以及非AB2計量比時，產生的反位取代，造成的晶格扭曲。影響儲氫量的關鍵為合金整體與氫的結合焓，本研究合金最大吸氫量可達2.23 wt %。合金動力學表現優異。PCI曲線中平台區難以界定，是由於多元混和造成格隙尺寸及能階差異。室溫下最佳的可逆吸放氫量為1.09 wt %。部分配比會形成Laves相相關的BCC固溶體，因此有助於儲氫量的提升。

關鍵字

儲氫CrFexMnTiyVzZru ； AB2型C14 Laves相 ； 反位取代 ； Laves相相關的BCC固溶體

參考文獻

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