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第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 1第二章第二章 金属材料金属材料-新型金属材料新型金属材料 主讲：李国华主讲：李国华机械工程学院机械工程学院第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 2本章内容非晶态金属材料非晶态金属材料超耐热合金超耐热合金超低温合金超低温合金超塑合金超塑合金形状记忆合金形状记忆合金贮氢合金贮氢合金第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 31.非晶态金属材料非晶态金属材料及其基本特征非晶态金属材料及其基本特征（1）非晶态形成能力对合金的依赖性非晶态合金通常由金属组成或由金属与类金属组合金属与类金属组合更有利于非晶态的形成较好的组合类金属：B、P、Si、G第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 4（2 2）结构的长程无序和短程有序性）结构的长程无序和短程有序性不存在原子排列的长程有序性观察不到晶粒的存在非晶态金属原子的最近邻、第二近邻这样近程的范围内，原子排列与晶态合金极其相似，即存在近程有序性（3 3）热力学的亚稳性热力学的亚稳性从热力学来看，它有继续释放能量、向平衡状态转变的倾向从动力学来看，要实现这种转变首先必须克服一定的能垒位垒高低直接关系到非晶态金属材料的实用价值和使用寿命 第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 5Performance&use非晶态金属材料的性能与用途（1）高强度高韧性的力学性能）高强度高韧性的力学性能非晶态合金的力学性能非晶态合金的力学性能合金硬度/HV抗拉强度/MPa断后伸长率/%弹性模量/MPa非晶态合金Pd83Fe7Si10401818600.166640Cu57Zr43529219600.174480Co75Si15B10891830000.253900Fe80P7744830400.03121520Ni75Si8B17840826500.1478400晶态18Ni-9Co-5M第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 6 结构性能特点：结构中不存在位错，没有晶体那样的滑移面，因而不易发生滑移。非晶态合金断后伸长率低但并不脆，而且具有很高的韧性，非晶薄带可以反复弯曲180而不断裂，并可以冷轧，有些合金的冷轧压下率可达50%。用途：非晶态合金的高强度、高硬度和高韧性可以被利用制做轮胎、传送带、水泥制品及高压管道的增强纤维。第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 7无序结构不存在磁晶各向异性易于磁化；没有位错、晶界等晶体缺陷磁导率、饱和磁感应强度高；矫顽力低、损耗小目前比较成熟的非晶态软磁合金主要有铁基，铁 一镍基和钴基三大类。金属玻璃在磁性材料方面的应用主要是作为变压器材料、金属玻璃在磁性材料方面的应用主要是作为变压器材料、磁头材料、磁屏敝材料、磁致伸缩材料等。磁头材料、磁屏敝材料、磁致伸缩材料等。（2 2）高导磁、低铁损的软磁性能）高导磁、低铁损的软磁性能第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 8（3）耐强酸、强碱腐蚀的化学特性不存在第二相，组织均匀其无序结构中不存在晶界，位错等缺陷本身活性很高，能够在表面迅速形成均匀的钝化膜，阻止内部进一步腐蚀。目前对耐蚀性能研究较多的是铁基、镍基、钴基非晶态合金，其中大都含有铬。制造耐腐蚀管道、电池的电极、海底电缆屏蔽、磁分离介质及化工用的催化剂、污水处理系统中的零件等 第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 9Examples非晶态合金和晶态不锈钢在非晶态合金和晶态不锈钢在10FeCl310H2O溶溶液中的腐蚀速率液中的腐蚀速率试 样腐 蚀 速 度（mm/年）晶态不锈钢18Cr-8Ni17.75120.017Cr-14Ni-2.5Mo29.24非晶态铁合金 Fe72Cr8P70.0000Fe70Cr10P70.00000.0000Fe65Cr10Ni5P第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 10非晶态合金的主要特性和应用非晶态合金的主要特性和应用主要特性主要特性实际应用材料实际应用材料高强度、高韧性结构加强材料高电阻率、低温度系数高电阻材料、精密电阻合金材料高导磁率、低矫顽力磁分离、磁屏蔽、磁头、磁芯材料高磁感、低损耗功率变压器、磁芯材料高耐蚀性刀具材料、电极材料、表面保持材料恒体积、恒弹性不胀钢材料、恒弹性合金材料超导电性超导材料高磁致伸缩应变仪、延迟线、磁致伸缩振子材料高磁能积永磁薄膜材料第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 11超耐热合金定义超耐热合金定义能在能在70070012001200高温下仍能长时间保持所需力学性能，高温下仍能长时间保持所需力学性能，具抗氧化、抗腐蚀能力，且能满意工作的金属材料通具抗氧化、抗腐蚀能力，且能满意工作的金属材料通称超耐热合金。称超耐热合金。对对高温材料的要求高温材料的要求在高温下有优良的抗腐蚀性在高温下有优良的抗腐蚀性在高温下有较高的强度和韧性在高温下有较高的强度和韧性2 超耐热合金第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 12Example航空燃起轮机中使用的高温合金示意图航空燃起轮机中使用的高温合金示意图1 1压气机叶片压气机叶片2 2燃烧室燃烧室3 3涡轮盘涡轮盘4 4涡轮叶片涡轮叶片主要部件占发动机重量主要部件占发动机重量7070由超耐热合金构成由超耐热合金构成燃烧室、涡轮盘和涡轮叶片用耐高温的燃烧室、涡轮盘和涡轮叶片用耐高温的Ni-CoNi-Co基合金制造基合金制造高压氧涡轮泵和高压氢涡轮泵上的叶片，都是高压氧涡轮泵和高压氢涡轮泵上的叶片，都是高高Cr-Co-WCr-Co-W基耐高温合金，通过定向凝固精密基耐高温合金，通过定向凝固精密铸造制成铸造制成 第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 13Metals with high melting point 原子中未成对的价电子数很多原子中未成对的价电子数很多强化学键；强化学键；原子半径较小原子半径较小晶格结点上粒子间的距离短，相互作用晶格结点上粒子间的距离短，相互作用力大。力大。耐热合金耐热合金副族元素副族元素和第和第族元素形成的合金族元素形成的合金高熔点金属高熔点金属第第副族、第副族、第副族、第副族、第副族副族第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 14Periodic 第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 15铁基超耐热合金铁基超耐热合金基于奥氏体不锈钢基于奥氏体不锈钢中温（中温（600600800800）条件下使用）条件下使用镍基超耐热合金镍基超耐热合金镍含量一般镍含量一般50%50%在在65065010001000范围内具有较高的强度和良范围内具有较高的强度和良好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力钴基超耐热合金钴基超耐热合金含钴量含钴量40406565的奥氏体高温合金的奥氏体高温合金在在73073011001100下下 ，具有一定的高温，具有一定的高温 强度、强度、良好的抗热腐蚀和抗氧化能力。良好的抗热腐蚀和抗氧化能力。超耐热合金的分类第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 16改变合金的组织结构改变合金的组织结构采用特种工艺技术采用特种工艺技术提高超耐热合金性能的途径第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 17(1)在钢中加入对氧的亲和力比铁强的在钢中加入对氧的亲和力比铁强的Cr、Si、Al等，可以优先形成稳定、致密的等，可以优先形成稳定、致密的Cr2O3、Al2O3或或SiO2等氧化物保护膜，成为提高耐热钢高温抗腐蚀等氧化物保护膜，成为提高耐热钢高温抗腐蚀的主要措施。的主要措施。合金结构合金结构 为了增强金属材料的耐高温蠕变性能，可以加为了增强金属材料的耐高温蠕变性能，可以加入一些旨在提高其再结晶温度的合金元素，例如高入一些旨在提高其再结晶温度的合金元素，例如高熔点的合金元素熔点的合金元素W、Mo、V等。等。钢的组织状态对其抗热性也有影响，奥氏体组钢的组织状态对其抗热性也有影响，奥氏体组织的钢比铁素体组织的钢耐热性高。织的钢比铁素体组织的钢耐热性高。Ni、Mn、N的的加入能扩大和稳定奥氏体面心立方结构加入能扩大和稳定奥氏体面心立方结构第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 18奥氏体和马氏体奥氏体和马氏体奥氏体和马氏体的结构奥氏体和马氏体的结构第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 19(2)工艺技术工艺技术定向凝固定向凝固叶片旋转时，所受的拉力和热应力，平行叶片旋转时，所受的拉力和热应力，平行于叶片纵轴，定向凝固工艺形成沿纵轴方向的于叶片纵轴，定向凝固工艺形成沿纵轴方向的柱状晶粒，消除垂直于应力方向的晶界，从而柱状晶粒，消除垂直于应力方向的晶界，从而可以使得热疲劳寿命提高可以使得热疲劳寿命提高1010倍以上。倍以上。粉末冶金粉末冶金采用粒度数十至数百微米的合金粉末，经过采用粒度数十至数百微米的合金粉末，经过压制、烧结、成型工序制成零件，可以消除偏析压制、烧结、成型工序制成零件，可以消除偏析现象，组织成分均匀并可以大大节省材料现象，组织成分均匀并可以大大节省材料 第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 20超低温对材料的特殊要求超低温对材料的特殊要求常温以下直至绝对零度的较大温度范围常温以下直至绝对零度的较大温度范围低温低温沸点沸点天然气：天然气：-163液液 氮：氮：-195.8液液 氢：氢：-253液液 氦：氦：-2693 超低温合金第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 21防止低温脆性防止低温脆性铁素体钢呈体心立方结构，在温度达到铁素体钢呈体心立方结构，在温度达到-200-200o oC C左右，就会出现韧左右，就会出现韧性性-脆性转变。脆性转变。添加添加1313的镍，可以使其过渡温度下降至液氦温度，即在液氦温的镍，可以使其过渡温度下降至液氦温度，即在液氦温度以上不会出现低温脆性。度以上不会出现低温脆性。另一种方法是采用面心立方结构的金属，例如铝合金、奥氏体系另一种方法是采用面心立方结构的金属，例如铝合金、奥氏体系不锈钢等。不锈钢等。需要具备低温下的热性能需要具备低温下的热性能低温合金膨胀系数尽可能小低温合金膨胀系数尽可能小低膨胀合金：铁镍合金、钛合金等低膨胀合金：铁镍合金、钛合金等必须是非磁性合金必须是非磁性合金超低温技术多在磁场下利用超低温技术多在磁场下利用带有磁性的合金，在构件中就会由于产生电磁力的作用而造成对带有磁性的合金，在构件中就会由于产生电磁力的作用而造成对磁场的不良影响磁场的不良影响第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 22超低温合金的研究超低温合金的研究高锰奥氏体钢高锰奥氏体钢专门开发的超低温合专门开发的超低温合金。金。即使在液氦温度下也具有良好的强度和延伸即使在液氦温度下也具有良好的强度和延伸率率热膨胀系数特别小热膨胀系数特别小缺点：机械加工性不佳，耐冲击性也较差。缺点：机械加工性不佳，耐冲击性也较差。铁锰铝新合金钢铁锰铝新合金钢把铁镍铬不锈钢中把铁镍铬不锈钢中的镍和铬分别由锰和铝代而制得的镍和铬分别由锰和铝代而制得保持面心立方结构保持面心立方结构添加多量的铝可增加奥氏体的强度和耐腐蚀添加多量的铝可增加奥氏体的强度和耐腐蚀性性低温下强度、韧性都十分优异。低温下强度、韧性都十分优异。第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 234 超塑性合金 Superplastic alloy超塑性合金现象超塑性合金现象金属在某一小的应力状态下，可以延伸十倍甚金属在某一小的应力状态下，可以延伸十倍甚至是上百倍，既不出现缩颈，也不发生断裂，至是上百倍，既不出现缩颈，也不发生断裂，呈现一种异常的延伸现象。呈现一种异常的延伸现象。第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 244.3.1 超塑性现象超塑性现象 产生超细化晶粒；产生超细化晶粒；适宜的温度和应变速率。适宜的温度和应变速率。产生超塑性的条件产生超塑性的条件晶粒的超细化、等轴化以及稳定化晶粒的超细化、等轴化以及稳定化 可通过合金化，控制凝固过程、可通过合金化，控制凝固过程、热处理、形变热处理、粉末冶金、热处理、形变热处理、粉末冶金、机械加工等方法来实现。机械加工等方法来实现。第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 25超塑性合金类别结构类别：结构类别：细晶超塑性细晶超塑性相变超塑性相变超塑性合金种类：合金种类：锌基合金：巨大的无颈缩延伸率；低蠕变强度，冲压锌基合金：巨大的无颈缩延伸率；低蠕变强度，冲压加工性能差加工性能差铝基合金：综合力学性能较差，室温脆性大铝基合金：综合力学性能较差，室温脆性大镍基合金镍基合金超塑性钢：超塑性钢：钛基合金钛基合金第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 261.1.高变形能力的应用高变形能力的应用真空成型或气压成型真空成型或气压成型可可以以在在密密封封模模具具内内挤挤压压或或锻锻造造，可可以以得得到到相相当当高高的的加加工工精精度度，并并能能大大幅幅度度降降低低加加工工压压力力、减少加工工序减少加工工序尤其适于极薄板和极薄管的制造，也非常适尤其适于极薄板和极薄管的制造，也非常适用于加工具有极微小凹凸表面的制品。用于加工具有极微小凹凸表面的制品。缺点是加工速度慢，效率低缺点是加工速度慢，效率低J超塑性合金的应用第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 27超塑成型第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 282.2.固相粘结能力的应用固相粘结能力的应用晶粒的超细化，即晶界体积比的增加使得低晶粒的超细化，即晶界体积比的增加使得低压下的固相结合易于进行。压下的固相结合易于进行。超塑性合金与另一金属压合时，其微细晶粒超塑性合金与另一金属压合时，其微细晶粒可以顺利地填充满微小凸起的空间，使两种可以顺利地填充满微小凸起的空间，使两种材料间的粘结能力大大提高。材料间的粘结能力大大提高。利用这一点可轧合多层材料、包复材料和制利用这一点可轧合多层材料、包复材料和制造各种复合材料，获得多种优良性能的材料。造各种复合材料，获得多种优良性能的材料。这些性能包括结构强度和刚度、减振能力、这些性能包括结构强度和刚度、减振能力、共振点移动、韧脆转变温度、耐蚀及耐热性共振点移动、韧脆转变温度、耐蚀及耐热性等。等。J 第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 293.3.减振能力的应用减振能力的应用合金在超塑性温度下具有使振动迅速衰减合金在超塑性温度下具有使振动迅速衰减的性质，因此可将超塑性合金直接制成零的性质，因此可将超塑性合金直接制成零件以满足不同温度下的减振需要。件以满足不同温度下的减振需要。4.4.其他其他利用动态超塑性可将铸铁等难加工的材料进利用动态超塑性可将铸铁等难加工的材料进行弯曲变形；行弯曲变形；对于铸铁等焊接后易开裂的材料，在焊后于对于铸铁等焊接后易开裂的材料，在焊后于超塑性温度保温，可消除内应力，防止开裂；超塑性温度保温，可消除内应力，防止开裂；高温苛刻条件下使用的机械、结构件的设计、高温苛刻条件下使用的机械、结构件的设计、生产及材料的研制。生产及材料的研制。J 第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 305 形状记忆合金（SMA）Shape Memory Alloy形状记忆材料是指具有形状记忆材料是指具有定初始形状的材料经形变并定初始形状的材料经形变并固定成另一种形状后，通过热、光、电等物理刺激或固定成另一种形状后，通过热、光、电等物理刺激或化学刺激的处理又可恢复成初始形状的材料；化学刺激的处理又可恢复成初始形状的材料；形状记忆合金是形状记忆材料中的一种。形状记忆合金是形状记忆材料中的一种。第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 31形状记忆合金特征1.1.一次记忆（单程）：一次记忆（单程）：材科加热恢复原形状后，再改变温度，物体不再改变材科加热恢复原形状后，再改变温度，物体不再改变形状。形状。2.2.可逆记忆（双程）：可逆记忆（双程）：物体不但能记忆高温的形状，而且能记忆低温的形状，物体不但能记忆高温的形状，而且能记忆低温的形状，当温度在高低温之间反复变化时，物体的形状也自动当温度在高低温之间反复变化时，物体的形状也自动反应在两种形状间变化。反应在两种形状间变化。3.3.全方位记忆（全程）：全方位记忆（全程）：除具有可逆记忆特点外，当温度比较低时，物体的形除具有可逆记忆特点外，当温度比较低时，物体的形状向与高温形状相反的方向变化。状向与高温形状相反的方向变化。一般加热时的回复力比冷却时回复力大很多。一般加热时的回复力比冷却时回复力大很多。第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 32单程、双程及全程记忆效应示意图单程、双程及全程记忆效应示意图第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 336.5.2 形状记忆效应机理第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 34 Ni-Ti合金的马氏体和奥氏体结构第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 35孪晶（孪晶（twinningtwinning）指两个晶体（或一个晶体的两部指两个晶体（或一个晶体的两部分）沿一个公共晶面构成镜面对称的位向关系，这两分）沿一个公共晶面构成镜面对称的位向关系，这两个晶体就称为个晶体就称为 孪晶孪晶，第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 36马氏体与母相的平衡温度第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 37形状记忆合金材料Ti-Ni系合金铜系合金铁系合金特点特点弯曲量大，塑性高弯曲量大，塑性高 在记忆温度以上恢复以前形状在记忆温度以上恢复以前形状第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 384.4.3 SMA materials形状记忆合金材料及其转变温度形状记忆合金材料及其转变温度第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 39形状记忆合金的应用月面天线略图月面天线略图（1）在军事和航天工业方面的应用）在军事和航天工业方面的应用第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 40 第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 41（2 2）在工程方面的应用）在工程方面的应用形状记忆合金管接口第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 42Advantages形状记忆合金作紧固件、连接件的优势：形状记忆合金作紧固件、连接件的优势：夹紧力大，接触密封可靠避免了由于焊夹紧力大，接触密封可靠避免了由于焊接而产生的冶金缺陷；接而产生的冶金缺陷；适于不易焊接的接头；适于不易焊接的接头；金属与塑料等不同材料可以通过这种连接金属与塑料等不同材料可以通过这种连接件连成一体；件连成一体；安装时不需要熟练的技术。安装时不需要熟练的技术。第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 43（3 3）在医疗方面的应用）在医疗方面的应用记忆型记忆型NiTi牙弓丝牙弓丝第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 44Examples形状记忆合金套管连接的铝合金假肢形状记忆合金套管连接的铝合金假肢形状记忆合金制成的血液过滤器形状记忆合金制成的血液过滤器第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 45（4 4）形状记忆式热发动机）形状记忆式热发动机形状记忆用于热发动机的原理形状记忆用于热发动机的原理第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 46Examples镍钛诺尔热机的结构镍钛诺尔热机的结构J第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 47偏心曲柄型热机偏心曲柄型热机涡轮型热机涡轮型热机 第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 48自控元件原理自控元件原理（5）其它应用第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 494.4 SMA4.4 SMA双程双程CuZnAl记忆合金弹簧记忆合金弹簧 第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 504.4 SMA4.4 SMA双程双程CuZnAl记忆合金花记忆合金花第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 51ExamplesTiNi 记忆合金眼镜架记忆合金眼镜架超弹性超弹性耐腐蚀性耐腐蚀性重量轻重量轻第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 52氢气储存与储氢合金氢气储存与储氢合金储氢合金储氢合金在一定的温度和氢气压力下，在一定的温度和氢气压力下，可以多次吸收、储存和释放氢气的合金材可以多次吸收、储存和释放氢气的合金材料料6 储氢合金 hydrogen storage alloys储氢合金的单位体积储氢密度，是相同温度、压力条件下气态氢的1000倍第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 53一个金属原子能与两个、三个甚至更多的氢原子结合，生成稳定的金属氢化物，同时放出热量。将其稍稍加热，氢化物又会发生分解，将吸收的氢释放出来，同时吸收热量。储氢原理第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 54PrincipleM-H系统系统pCT平衡图平衡图平台区：氢气、固溶体、金属氢化物三相共存f k十2=1pCT曲线上方：吸收氢气pCT曲线下方：放出氢气第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 55合金的吸氢反应机理H2传质化学吸附氢的解离H22Had表面迁移吸附的氢转化为吸收氢Had Habs 氢在相的稀固溶体中扩散 相转变为氢化物（相）Habs()Habs()氢在相中扩散。第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 56氢原子在合金晶格中形成固溶体第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 57实用要求：容易活化；储气容量高；吸放氢速度快；反复吸放氢循环时不易粉化，性能不退化；有合适的吸放氢平台压力；吸放氢过程中的平衡氢压差小，即滞后现象弱；有确定的化学稳定性；对杂质敏感程度低；原料资源丰富，价格低廉；用作电极材料时具有良好的耐腐蚀性。储氢合金的开发第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 58储氢合金种类系列系列代表合金代表合金扩展系列扩展系列AB5LaNi5，MmNi5A1-xNxB5-yMy （x1，y5）AB2TiCr2，TiMn2A1-xNxB2-yMy （x1，y2）ABTiFe，TiNiA1-xNxB1-yMy （xl，y1）A2BMg2Ni，Ti2NiA2-xNxB1-yMy （x2，y1）可以在工程上应用的合金基本上都是金属间化合物，已确认有应用前景的共有四类A及N吸氢量较大的金属(A，B，B，B族金属)B及M过渡金属（B，B，B，B，A，A族）Mm 混合稀土金属第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 59碳纳米管迄今为止最好的储氢材料碳纳米管储氢示意图（红点为氢原子）第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 60贮氢材料的应用 贮氢容器贮氢容器 重量轻、体积小重量轻、体积小氢以金属氢化物形式存氢以金属氢化物形式存在于贮氢合金之中，密度比相同湿度、压力在于贮氢合金之中，密度比相同湿度、压力条件下的气态氢大条件下的气态氢大1000倍；倍；节省能量，安全可靠节省能量，安全可靠用贮氢合金贮氢，用贮氢合金贮氢，无需高压及贮存液氢的极低温设备和绝热措无需高压及贮存液氢的极低温设备和绝热措施。施。Application 贮氢容器贮氢容器 第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 61Example贮氢合金制作的贮氢装置第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 62Example在高压容器中装入贮氢合金的在高压容器中装入贮氢合金的“混合贮氢容器混合贮氢容器”第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 63H H2 2的回收与纯化的回收与纯化 H2的回收与纯化的回收与纯化 用铀回收氘的捕集器用铀回收氘的捕集器第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 64氢化物电极氢化物电极 氢化物电极氢化物电极 Ni、MHx电池充放电过程示意图电池充放电过程示意图第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 65镍氢电池结构第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 66Advantages(1)(1)比能量为比能量为NiNiCdCd电他的电他的1.5-21.5-2倍；倍；(2)(2)无重金属无重金属CdCd对人体的危害；对人体的危害；(3)(3)良好的耐过充、放电性能；良好的耐过充、放电性能；(4)(4)无记忆效应；无记忆效应；(5)(5)主要特性与主要特性与NiNiCdCd电他相近，可以互换使用。电他相近，可以互换使用。优点优点第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 67功能材料功能材料化学能、热能和机械能可以通过氢化反应相互转换，可用于热泵、贮热、空调、制冷、水泵、气体压缩机等方面。功能材料功能材料 功能转换机制功能转换机制第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 68 利用储氢合金的放热吸热循环，可进行热的储存和传输，制造制冷或采暖设备利用储氢合金制造的制冷机第二章金属材料 I机械工程学院I 李国华 691.简述形状记忆合金原理。2.介绍贮氢合金类别，并说明其贮氢、释氢化学过程。3.讨论贮氢合金在镍氢电池领域的工作原理。4.超塑性合金一般具有怎样的结构特点？5.非晶态金属材料一般如何制得？它具有什么突出性能特点？结构上是热力学稳定体系吗？6.一般金属材料是否为单晶态金属结构？