题目：合金化元素对ZrCo基合金微观组织及储氢性能的影响

ZrCo基合金在氢及其同位素的储存与处理应用方面被广泛研究，特别是在国际热核聚变实验堆（ITER）中用作大规模氢同位素氚的快速储存与供给的关键材料，有着重要的应用前景。因此，制备不同元素替代的锆钴基合金并对其微观组织及储氢性能进行研究，具有重要的理论和实际意义。本文采用电弧熔炼法，通过元素替代（Ti元素A端替代及Ni元素B端替代），制备了Zr1-xTixCo (x=0，0.1，0.2，0.3)合金与ZrCo1-yNiy(y=0，0.1，0.2，0.3)合金，讨论了工艺参数对ZrCo合金微观组织结构的影响以及温度对ZrCo合金歧化反应的影响，重点研究了元素替代对锆钴基合金微观结构及储氢性能的影响，进而分析了微观结构对ZrCo基合金储氢性能的影响机理。

实验表明，采用250A的熔炼电流时，锆钴合金为均匀的单一ZrCo相，合金中Zr、Co元素面分布均匀性良好，成分基本均匀；吸放氢温度对锆钴合金的储氢性能影响较大，当温度从473K升高至673K时，吸、放氢PCT曲线平台压明显上升，平台宽度明显变短；放氢产物中出现ZrCo2，且ZrH2相含量增多，而ZrCo2与ZrH2是ZrCo合金歧化反应产物，说明温度上升至673K时，ZrCo合金发生了明显的歧化反应。

由无机晶体结构数据库（ICSD）可知，ZrCo相为体心立方（BCC）结构，空间群为Pm-3m，其中Zr原子占据体心位置，Co元素占据立方体顶点位置。Ti元素替代Zr元素后并未改变ZrCo相结构，Zrl−xTixCo(x=0.1，0.2，0.3)合金晶格参数与晶胞体积随Ti元素增加均减小。Zrl−xTixCo(x=0，0.1，0.2，0.3)合金在673K下的吸氢产物主要组成为ZrCoH3相而没有杂相，因此歧化反应主要发生在放氢阶段；且根据产物分析得知Ti元素替代Zr元素可以有效抑制ZrCo基合金的歧化反应，当x=0.2时，673K下ZrCo基合金歧化率降至9.6%。

Ni元素替代Co元素所得ZrCo1-yNiy(y=0.1，0.2，0.3) 合金仍为CsCl型体心立方结构，因此Ni元素替代Co元素后并未改变ZrCo相结构。随着Ni元素含量的增加，ZrCo1-yNiy(y=0，0.1，0.2，0.3)合金在673K下的放氢平台压升高，吸放氢循环寿命明显增加，当y=0.3时，吸放氢循环寿命达到最大值61%。