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抑制氢脆失效和提高氢渗透性能是目前国内外氢分离合金膜研究中的焦点问题。本课题对基于Nb基固溶体氢分离合金膜的元素掺杂和合金化改性的研究,具有重要的理论意义与广阔的应用前景。本文主要对课题中Nb基固溶体合金添加不同量和不同种类的合金元素后在晶体结构、氢化热力学性能、氢扩散动力学性能和力学性能的变化进行了研究,并对合金膜的氢渗透性能和抗氢脆性能进行了分析。主要工作有:（1）采用电弧熔炼法制备Nb100-xWx（x=2、5、8、10、16）合金样品。研究证实,熔炼制备Nb100-xWx为Nb-bcc结构的固溶体合金,W掺杂引起晶体结构畸变收缩,其畸变行为随掺杂量增大更为明显。Nb基固溶体在匀晶转变时存在非平衡转变,形成富W和贫W区相间分散的枝状结晶形貌。随W掺杂量增大,其枝状结构趋于更加细化和致密、分界明显。W掺杂引起合金的氢化物形成焓增大、有利于H原子的释放,Nb84W16合金样品具有最大的氢扩散系数(1.66×10-9 cm2·s-1),约是Nb98W2合金的1.8倍。W掺杂提高Nb100-xWx固溶体合金的抗氢脆性能,Nb84W16合金膜有最大的临界载荷值（85.43N）和最大位移量（0.85mm）,分别是Nb98W2合金膜的2.5倍和2.6倍,力学性能的改善与其枝状结晶结构有关。（2）分别用5mol%的合金元素M（M=Co、Ni、Mo、Ti）部分替代Nb制备了Nb90W5M5合金。研究证实,Nb90W5M5（M=Co,Ni,Mo,Ti）均为Nb基固溶体结构（Nb-bcc）,受原子半径的影响,Nb90W5M5三元合金均有不同程度的晶格畸变现象。Nb90W5Co5合金的晶胞体积畸变收缩明显、晶格点阵常数最小,在Nb基固溶体的晶界和晶内缺陷处有富Co的Nb Co化合物固溶组织析出。Nb90W5Co5合金具有低的氢化物形成焓绝对值（-22.3 KJ/mol）、高的氢扩散系数(1.57×10-9 cm2/s)、高临界载荷（78.4 N）,表现出良好的抗弯力学性能和氢渗透性能。实验研究表明,三元掺杂和富Co的Nb Co化合物固溶组织更有利于Nb基固溶体合金的氢渗透性能和抗氢脆性能。（3）进一步开展了Nb95-xW5Cox（x=1、2、3、5）合金的结构和性能研究。对比实验表明,掺杂1mol%Co时,Nb固溶体合金从晶界开始析出富Co固溶组织。随着Co掺杂量增大,富Co固溶组织继续从晶内缺陷处析出,而合金的点阵常数不断减小,氢化物形成焓、氢扩散系数和最大承受载荷不断增大,表明富Co固溶体组织有利于合金的透氢性能和抗氢脆性能的改善。