Abstract
由於氫氣的高燃燒效率及無污染等優點, 可被作為理想之燃料。然而, 傳統的氫氣儲存方式是利用壓縮氣體或液態氫方式儲存, 在實際使用情況其安全性及價格貴, 卻是最大的困難。以固體金屬氫化物的方式儲藏氫氣, 非常安全、價格便宜且單位體積內吸收氫氣的量較大, 因此是最佳儲藏氫氣的方法。金屬間化合物FeTi可與氫氣反應, 容易吸收及放出氫氣, 是最常用的儲氫材料之一,但是FeTi在吸放氫以前, 通常需要經過活化處理, 即在約 5大氣壓的氫氣, 及300?500℃反應一段時間後, 始能快速吸放氫氣。最近的文獻報告指出, FeTi相中如果摻有少量β－Ti相, 則不經過活化處理即可吸收氫氣。然而, β－Ti含量的多寡所造成的儲氫性能之差異, 及有關這方面的動力學和微觀結構之研究卻付諸闕如。本論文系針對Ti:Fe=1.0,1.1,1.2,1.3,1.4 及1.5 等不同的原子比例製備合金後, 做吸氫及放氫之動力曲線, 繪出其P-C-T 相圖。用X-光繞射儀觀察其吸放氫前後之繞射圖形的差異, 光學顯微鏡觀察其金相, 並用掃描式電子顯微鏡 (SEM)及X-光能量散射儀 (EDX)觀察分析其微觀結構破裂的情形, 由此討論氫氣在FeTi (0≦X≦0.5)合金中的反應情形。實驗結果顯示, 當FeTi 合金曝露在氫氣中, β－Ti會先吸收氫氣, 形成鈦的氫化物。β－Ti在吸收氫氣的期間, 產生高比例的體積膨脹, 而形成很多裂縫, 進而在FeTi的晶粒上產生新的表面, 因此,FeTi 合金吸收氫氣不需要經過活化處理。含β－Ti相的FeTi 合金, 在第一次吸收氫氣後, 其第二次吸收氫氣的速率非常快, 在 5分鐘內即達到飽和, 而金屬間化合物FeTi即使在活化處理後, 其吸收氫氣的速率亦較含β－Ti的合金慢。