Page 52 - Zmist-n4-2015

Ô³çèêî-õ³ì³÷íà ìåõàí³êà ìàòåð³àë³â. – 2015. – ¹ 4. – Physicochemical Mechanics of Materials

ВЛИЯНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА ВОДОРОДО–
СОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ЛЕГИРОВАННОГО ВАНАДИЕМ
ЭВТЕКТИЧЕСКОГО СПЛАВА Ti 0,475Zr 0,3Mn 0,225

В. Г. ИВАНЧЕНКО, В. А. ДЕХТЯРЕНКО, Т. В. ПРЯДКО,
Д. Г. САВВАКИН, И. К. ЕВЛАШ
Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины, Киев
Методом Сивертса исследованы сорбционные свойства и кинетические параметры
процессов гидрирования и дегидрирования отожженных эвтектических сплавов сис-
темы Ti-Zr-Mn-V. Установлено, что независимо от структуры и химического со-
става исходных литых сплавов термическая обработка приводит к коагуляции
структурных составляющих эвтектики и образованию крупных фазовых агрегатов.
Выявлено, что, увеличивая реакционную поверхность для диссоциации молекул во-
дорода, можно повысить сорбционную емкость как каждой из фаз, так и сплавов в
целом при комнатной температуре и невысоком давлении (0,6 МРа). При этом твер-
дый раствор на основе титана абсорбирует водород с такой же кинетикой, как и
сорбирует водород интерметаллид, и при комнатной температуре достигает высокой
водородной емкости.
Ключевые слова: гетерофазные сплавы, химический и фазовый состав, гидрирова-
ние, дегидрирование, продукты гидрирования, сорбционная емкость.
В настоящее время к основным причинам, определяющим необходимость
скорейшего перехода к альтернативной энергетике, в частности, к экологической,
экономической, социальной, добавляются и политические. Страна, которая осво-
ит альтернативную энергетику, способна претендовать на свой путь развития и
фактически быть независимой от цены на энергетические ресурсы. Не последнее
место в перечне альтернативных источников занимает водородная энергетика.
Решение проблем, связанных с хранением и транспортировкой водорода, позво-
лит в полной мере развивать эту отрасль [1]. Обычные методы хранения, разра-
ботанные для жидкого и газообразного водорода, неприемлемы по целому ряду
причин: высокое давление, значительная масса и объем контейнеров в расчете на
единицу массы водорода; большие затраты энергии на сжижение [2, 3]. Поэтому
перспективными являются твердые соединения – металлические гидриды. Этот
класс материалов отличается тем, что объем поглощенного ими водорода на не-
сколько порядков превышает объем исходного сплава. Однако к ним выдвигают
ряд требований, в частности, обратимость процессов поглощения и выделения,
высокие сорбционная емкость и скорость реакции с водородом.
Твердые растворы на основе Ti с ОЦК-структурой имеют значительную во-
дородную емкость, даже по сравнению с широко применяемым интерметалли-
ческим соединением LaNi 5. Тем не менее, они никогда не были коммерческими
из-за необходимости предварительной термоактивации, низкой скорости гидри-
рования и значительного рабочего интервала температур [4, 5]. Исследуя процес-
сы гидрирования твердых растворов, определили [6], что лучшие кинетические и
сорбционные параметры присущи сплаву TiV 0,9Mn 1,1, в составе которого, кроме

Контактная особа: В. Г. ИВАНЧЕНКО, e-mail: ivanch@imp.kiev.ua

51