用x射线衍射、压力-成分-温度（PCT）研究了用氩等离子弧熔炼制备的(TiZr0.1)xCr1.7-yFeyMn0.3（1.05<x<1.2，0.2<y<0.6）合金的储氢性能。结果表明，所有(TiZr0.1)xCr1.7-yFeyMn0.3（1.05≤x≤1.2，0.2≤y≤0.6）合金都被确定为C14型Laves相，随着(TiZr)超化学计量从1.05增加到1.2，(TiZr0.1)xCr1.1Fe0.6Mn0.3合金的晶胞参数a、c和晶胞体积增加，a/c值几乎不变。在274K下，随着(TiZr)超化学计量从1.05增加到1.2，氢吸收和解吸平台压力分别从5.6、4.4–2.6和2.2MPa下降，当(TiZr)超化学量超过1.15时，氢解吸平台压力下降不明显。(TiZr0.1)1.1Cr1.1Fe0.6Mn0.3合金具有最佳的综合性能，其最大和可逆储氢容量分别为1.79和1.45wt%。(TiZr0.1)1.1Cr1.7-yFeyMn0.3（0.2≤y≤0.6）合金的晶胞参数a、c和晶胞体积随着Fe/Cr含量比的降低而增加。在274K下，当Fe含量从0.6降至0.2时，加氢和脱氢平台压力分别从4.5、3.4–1.0和0.9 MPa降低，最大储氢容量从1.79 wt%增加到2.0 wt%。当Fe/Cr比为0.13时，最大和可逆储氢容量分别为2.0和1.65 wt%（即(TiZr0.1)1.1Cr1.5Fe0.2Mn0.3合金），其离解氢的相对摩尔焓为24.30kJ/mol H2。
图1 (TiZr0.1)xCr1.1Fe0.6Mn0.3（x=1.05，1.1，1.15，1.2）合金的XRD图谱
图2 在5MPa和274K下活化(TiZr0.1)1.1Cr1.1Fe0.6Mn0.3
图3 (TiZr0.1)1.1Cr1.1Fe0.6Mn0.3合金在5MPa下的氢吸附动力学
图4 263、273、283时(TiZr0.1)1.1Cr1.1Fe0.6Mn0.3合金的ln[-ln(1-α)]与ln(t)（0-150 s）和1-2α/3-(1-α)2/3
图5 (TiZr0.1)xCr1.7-yFeyMn0.3合金P-C-T曲线：(a) (TiZr0.1)1.05Cr1.1Fe0.6Mn0.3, (b) (TiZr0.1)1.1Cr1.1Fe0.6Mn0.3, (c) (TiZr0.1)1.15Cr1.1Fe0.6Mn0.3, (d)(TiZr0.1)1.20Cr1.1Fe0.6Mn0.3, (e) (TiZr0.1)1.1Cr1.3Fe0.4Mn0.3, (f) (TiZr0.1)1.1Cr1.5Fe0.2Mn0.3
结论
本文研究了(TiZr0.1)xCr1.7-yFeyMn0.3（1.05≤x≤1.2，0.2≤y≤0.6）合金的相结构和储氢性能。结果表明，所有合金都具有单一的C14型Laves相。当(TiZr0.1)xCr1.1Fe0.6Mn0.3合金的(TiZr)超化学计量从1.05增加到1.2，(TiZr0.1)1.1Cr1.7-yFeyMn0.3（0.2≤y≤0.6）的Fe/Cr含量从0.55降低到0.13时，晶胞体积膨胀，导致氢吸收和解吸平台压力降低。(TiZr0.1)xCr1.1Fe0.6Mn0.3合金具有最佳的综合性能，即最大储氢容量和可逆储氢容量分别为1.79和1.45wt%。所有合金中的(TiZr0.1)1.1Cr1.5Fe0.2Mn0.3在274K下分别具有2.0和1.65wt%的最大和可逆储氢容量。动力学分析表明，吸收速率非常快，第一吸收阶段由化学反应控制，第二吸收阶段由H向合金本体的扩散控制。
