Abstract
TiFe合金具有吸氫容量大且價格便宜之優點，極適合作為儲氫的媒介。然而，其不易活化、對不純氫氣的敏感性和吸放氫過程中易微粉化等缺點，亟須加以改善。本論文分為四部分，第一部分，係以少量的過渡金屬元素錳、鉻取代TiFe合金中部分的鐵，研究第二相的存在對TiFe合金活化速率的影響。第二部分，則是以鋁和過渡金屬元素鈷和鎳取代TiFe合金中部分的鐵，研究固溶體對 TiFe合金吸氫性能之影響。第三部分，主要研究鋯取代Ti Fe合金中部分鈦的儲氫特性。第四部分，在 Ti1+xFe合金中添加微量輕元素硼、碳，研究其對 Ti1+xFe合金吸放氫特性及微粉化的影響。在第一部分中，以錳、鉻取代部分的鐵，可提升TiFe合金的活化速率，在室溫時，不需活化處理即可吸收氫氣。若經過900℃、80小時的均質化處理，對 TiFe合金的活化並無助益，反而降低其速率。合金中第二相的存在，明顯地增加合金活化速率。在第二部分中，以性質與鐵相近的鎳、鈷取代部分的鐵。合金的吸放氫 P-C-T曲線形態相似，然而，其高原區的平衡壓隨著鈷、鎳的添加而劇烈地降低，藉此可選擇適當成分的三元儲氫材料利用於各種應用。若以原子半徑比鐵大的鋁取代鐵，則明顯地改變合金吸放氫的 P-C-T曲線；隨著鋁的添加，P-C-T 曲線高原區的斜率變大，且抑制 TiFeH2相的形成，使得合金的吸氫量減少。在第三部分中，TiFe合金的活化速率隨著鋯添加量的增加明顯地加速，而且合金對不純氣體的敏感性亦降低，合金之平衡吸放氫曲線亦有明顯之改變。在第四部分中，添加微量的硼、碳，並未能改善合金微粉化的現象，反而抑制TiFeH2相的形成，使得合金的吸氫量銳減。