Ce掺杂和冷轧对V70Ti10Cr20合金活化性能的影响

《International Journal of Minerals Metallurgy and Materials》：Impact of Ce doping and cold rolling on the activation performance of V70Ti10Cr20 alloy

V70Ti10Cr20基合金经铈合金化和冷轧协同处理后，实现室温（25°C）无孵化期快速激活，12分钟内达4wt%饱和容量。Ce掺杂形成CeO?活性位点，通过致密氧化物层传导氢原子；冷轧诱导位错聚集，构建表面至基体的氢扩散通道，显著提升合金活化性能。该研究为钒基储氢合金工程应用奠定基础。

　　

摘要

本研究探讨了Ce合金化与冷轧处理对V₇₀Ti₁₀Cr₂₀基合金活化行为的影响。将原始需要两次热处理的单冷轧样品（V₇₀Ti₁₀Cr₂₀-0.3）和单Ce掺杂样品（V₇₀Ti₁₀Cr₂₀Ce₁）的活化条件简化为一次热处理，且活化时间为约105分钟。出乎意料的是，这两种改性方法产生了显著的协同效应：共改性样品（V₇₀Ti₁₀Cr₂₀Ce₁-0.5）在室温（25°C）下无需活化时间即可活化，并在12分钟内达到饱和容量（4wt%）。进一步研究表明，通过Ce掺杂形成的CeO₂可作为氢吸收的活性位点，有助于氢原子穿透钒基合金表面的致密氧化层。在Ce掺杂的基础上，冷轧处理使得位错在CeO₂位点附近聚集，从而建立了从表面到基体相的氢扩散路径，显著提升了合金的活化性能。本研究为钒基储氢合金的实际工程应用奠定了坚实的基础。

本研究探讨了Ce合金化与冷轧处理对V₇₀Ti₁₀Cr₂₀基合金活化行为的影响。将原始需要两次热处理的单冷轧样品（V₇₀Ti₁₀Cr₂₀-0.3）和单Ce掺杂样品（V₇₀Ti₁₀Cr₂₀Ce₁）的活化条件简化为一次热处理，活化时间为约105分钟。出乎意料的是，这两种改性方法产生了显著的协同效应：共改性样品（V₇₀Ti₁₀Cr₂₀Ce₁-0.5）在室温（25°C）下无需活化时间即可活化，并在12分钟内达到饱和容量（4wt%）。进一步研究表明，通过Ce掺杂形成的CeO₂可作为氢吸收的活性位点，有助于氢原子穿透钒基合金表面的致密氧化层。在Ce掺杂的基础上，冷轧处理使得位错在CeO₂位点附近聚集，从而建立了从表面到基体相的氢扩散路径，显著提升了合金的活化性能。本研究为钒基储氢合金的实际工程应用奠定了坚实的基础。