JPH11106859A

JPH11106859A - プラトー平坦性に優れた水素吸蔵合金

Info

Publication number: JPH11106859A
Application number: JP28315797A
Authority: JP
Inventors: Yasuhide Kurimoto; 泰英栗本; Hidenori Iba; 英紀射場
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-10-01
Filing date: 1997-10-01
Publication date: 1999-04-20

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、プラトー平坦性に優れた水素吸蔵
合金に関し、特にＴｉ−Ｃｒ−Ｖ系に第４元素を添加し
たもので、その金属組織をＢＣＣ単相、もしくは熱処理
によりＢＣＣ単相化することにより、プラトー平坦性を
改善し使用環境を広くして、かつ吸蔵・放出特性に優れ
た水素吸蔵合金を提供する。【解決手段】原子数比ａ，ｂ，ｃ，およびｄとして、
一般式Ｔｉ_aＣｒ_bＶ_cＡ_dで表され、但し、ａ＋ｂ＋
ｃ＋ｄ＝１００、ＡはIIIb族，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｚ
ｒ，Ｎｂ，Ｈｆ，Ｔａ，Ａｌの一種または二種以上であ
り、かつ１４≦ａ≦６０、１４≦ｂ≦６０、９≦ｃ≦６
０および０＜ｄ＜８であり、また９≦ｃ≦２５の組成領
域で、ＢＣＣ（体心立方）＋Ｃ１４（ラーベス相）であ
る合金において、１０００〜１４００℃で加熱し急冷し
て、ＢＣＣ相に単相化することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラトー平坦性に
優れた水素吸蔵合金に関し、特にＴｉ−Ｃｒ−Ｖ系に第
４元素を添加したもので、その金属組織をＢＣＣ単相、
もしくは熱処理によりＢＣＣ単相化することにより、プ
ラトー平坦性を改善し使用環境の制約を無くし、かつ吸
蔵・放出特性に優れた水素吸蔵合金に関する。

【０００２】

【従来の技術】地球環境問題の観点から、化石燃料に替
わる新しいエネルギーとして、太陽熱、原子力、水力、
風力、地熱、廃熱の再利用などが、提案されている。し
かし、いずれの場合も、そのエネルギーをどのように貯
蔵し、輸送するかが共通の問題となっている。太陽熱や
水力を使って水を電気分解し、これによって得られた水
素をエネルギー媒体として用いるシステムは、原料が水
であり、エネルギーを消費してできる生成物がまた水で
あるという点で、究極のクリーンエネルギーといえる。

【０００３】この水素の貯蔵・輸送手段として、水素吸
蔵合金は、合金自身の体積の約1000倍以上の水素ガスを
吸蔵し貯蔵することが可能であり、その体積密度は、液
体あるいは固体水素とほぼ同等かあるいはそれ以上であ
る。この水素吸蔵材料として、Ｖ，Ｎｂ，ＴａやＴｉ−
Ｖ合金などの体心立方構造（以下ＢＣＣ構造と呼称す
る）の金属は、すでに実用化されているＬａＮｉ₅など
のＡＢ₅型合金やＴｉＭｎ₂などのＡＢ₂型合金に比
べ、大量の水素を吸蔵することは古くから知られてい
た。これは、ＢＣＣ構造では、その結晶格子中の水素吸
蔵サイトが多く、計算による水素吸蔵量がＨ／Ｍ＝２．
０（原子量５０程度のＴｉやＶなど合金では約４．０wt
％）と極めて大きいためである。

【０００４】純バナジウム合金においては、結晶構造か
ら計算された値とほぼ同じ約４．０wt％を吸蔵し、その
約半分を常温常圧下で放出する。同じ周期表の５Ａ族の
元素のＮｂやＴａにおいても同様に大きな水素吸蔵量と
良好な水素放出特性を示すことが知られている。Ｖ，Ｎ
ｂ，Ｔａなどの純金属では、非常にコストが高いため、
水素タンクやＮｉ−ＭＨ電池などある程度の合金量を必
要とする工業的な応用においては現実的でない。そこ
で、Ｔｉ−ＶなどのＢＣＣ構造を有する成分範囲の合金
において、その特性が調べられてきた。しかし、これら
のＢＣＣ合金では、Ｖ，Ｎｂ，Ｔａにおいても問題とさ
れている反応速度が遅く、活性化が困難という点に加え
て、実用的な温度・圧力では吸蔵するのみで放出量は少
ない等の新しい問題点も生じている。この結果としてＢ
ＣＣ相を主たる構成相とする合金は、いまだ実用には至
っていない。

【０００５】一方、従来のＴｉ−Ｃｒ−Ｖ系合金では、
高容量の水素吸蔵特性を有するが、プラトー領域が平坦
ではなく、ヒステリシスが大きいため、使用環境によっ
ては材料特性が活かしきれていない。この分野の公知技
術として、特開昭６１−２５０１３号公報に、Ｔｉ，Ｃ
ｒ，ＶにＣｏ，Ｃｕ，Ｎｂ，希土類元素、Ｚｒの一種ま
たは二種を添加したヒステリシスが小さい合金が開示さ
れている。しかし、プラトー領域が平坦でない場合は、
水素吸蔵合金の特性が十分に活かしきれず、水素の有効
使用量が小さいという問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、Ｔ
ｉ，Ｃｒ，Ｖの添加比率は変えずに、Ｔｉ−Ｃｒ−Ｖ系
合金に第４元素を添加することを検討し、プラトーを平
坦化できる水素吸蔵合金を提供することにある。本発明
の他の目的は、前記４元系合金の組織をＢＣＣ単相化で
きる組成を検討し、Ｃ１４とＢＣＣの２相混合領域のも
のに対しては、熱処理によってＢＣＣ単相化として、前
記プラトーが平坦である水素吸蔵合金を提供することに
ある。

【０００７】本発明の別の目的は、前記４元系合金にお
ける水素吸蔵・放出特性、プラトー平坦性およびヒステ
リシスの改善についての具体的なデータから、使用環境
の限定をしないで、材料特性を最大限に発揮できる水素
吸蔵合金を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、原子数比
ａ，ｂ，ｃ，およびｄとして、一般式Ｔｉ_aＣｒ_bＶ_c
Ａ_dで表され、但し、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１００、ＡはII
Ib族，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｈｆ，Ｔａ，Ａ
ｌの一種または二種以上であり、かつ１４≦ａ≦６０、
１４≦ｂ≦６０、９≦ｃ≦６０および０＜ｄ＜８である
ことを特徴とする水素吸蔵合金によって達成される。

【０００９】また、上記の目的は、原子数比ａ，ｂ，
ｃ，およびｄとして、一般式Ｔｉa Ｃｒb Ｖc Ａd で表
され、但し、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１００、ＡはIIIb族，Ｍ
ｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｈｆ，Ｔａ，Ａｌの一種
または二種以上であり、かつ１４≦ａ≦６０、１４≦ｂ
≦６０、９≦ｃ≦２５および０＜ｄ＜８の組成領域で、
結晶構造がＢＣＣ（体心立方）＋Ｃ１４（ラーベス相）
である合金において、１０００〜１４００℃で加熱し急
冷して、ＢＣＣ相に単相化する熱処理を施すことを特徴
とする水素吸蔵合金によっても達成される。

【００１０】

【発明の実施の形態】発明者等は、これまでの多数の実
験から、ＢＣＣ金属であるＴｉ−Ｃｒ−Ｖ系が構造的に
持つ大きな水素吸蔵量という特性を保持しながら、すな
わち、ＢＣＣ構造とすることによって優れた水素吸蔵合
金としての特性を持ち、かつプラトー平坦性を改善する
ためには、第４元素を所定の量添加することが有効であ
るとの知見を得、これに基づいて本発明を達成したもの
である。

【００１１】本発明の組成では、後述のようにＢＣＣ相
またはＢＣＣ相＋Ｃ１４相になる。ＢＣＣ相＋Ｃ１４相
の場合は熱処理によりＢＣＣ化させているので、すなわ
ち１０００〜１４００℃で加熱し（２時間以上が望まし
い）急冷して、ＢＣＣ相に単相化する熱処理を施すこと
によってＢＣＣ相化している。その結果、水素吸蔵量が
大きいとともに、第４元素の添加によりプラトー平坦性
が向上し、特にこのプラトー平坦性向上により合金とし
ての有効使用量が高い合金が得られる。元々ＢＣＣ単相
の成分範囲でも、熱処理することは均質化に効果がある
のでプラトー平坦性向上のみの熱処理ではなく、これら
の向上効果は同時に発現されるものである。

【００１２】従来のＢＣＣ型、Ｔｉ−Ｃｒ−Ｖ合金では
プラトーに傾きが存在するため、合金の使用環境（温
度、圧力）が限定される場合には、材料の持つ特性には
到達することなく低い特性値とならざるを得ない。この
ことから、合金が持つ吸蔵可能な水素量まで吸蔵させる
ことができないことおよび一度吸蔵した水素を完全に放
出させることができなくなる。

【００１３】次に、本発明の技術的特徴と限定理由につ
いて説明する。第１発明は、第４元素としてＡを、IIIb
族およびＭｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｈｆ，Ｔａ，
Ａｌの一種または二種以上としたのは、例えば図１のよ
うにプラトー平坦性にはこれらの成分が大きく影響する
ためである。IIIb族の中では、Ｙ、ランタノイド元素が
好ましく、特にＹ，Ｌａが好ましいが、Ｃｅ等でもよ
い。図１（ａ）はＴｉ−Ｃｒ−Ｖ系にＣｏを、図１
（ｂ）はＴｉ−Ｃｒ−Ｖ系にＮｉを、図１（ｃ）はＴｉ
−Ｃｒ−Ｖ系にＡｌを各１ａｔ％を添加した場合のＰＣ
Ｔ（水素吸放出特性）曲線を示している。本発明のプラ
トー平坦性とは図２に示すように、ベース合金の吸蔵ラ
インのプラトー傾き（Ｌ2)は１３．５°であるのに対し
て、Ｃｏ添加合金ではそれが（Ｌ1)７．５°に減少して
いる。この場合の比の値（Ｌ1/Ｌ2)７．５／１３．５＝
０．５５６をプラトー平坦性の相対値として表わす。一
方、ヒステリシスファクター（Ｈｆ）は、Ｈｆ＝（吸蔵
中間値での吸蔵圧力Ｐa ）／（放出中間値での放出圧力
Ｐd ）で表すことで評価する。

【００１４】例えば、図１（ｂ）のようにプラトー平坦
性が改善されるため、水素の有効使用量が増加する。ま
た、ヒステリシスを小さくでき、使用環境による制約が
少なく十分にその能力が発揮されることから、実際に使
用する場合の水素吸蔵・放出の繰り返し量が増大する。
図３は後述の実施例で示される第４元素の添加効果（１
ａｔ％）について纏めたものである。この図では、従来
のＴｉ−Ｃｒ−Ｖ系合金を標準として、横軸をプラトー
平坦性および縦軸をヒステリシスファクターとしてプロ
ットしたものである。この図から、第４元素としてのＮ
ｉ，Ｃｏ，Ｍｎでは、特に効果が大きいことがわかる。

【００１５】添加量としては、原子数比ａ，ｂ，ｃ，お
よびｄとして、一般式Ｔｉa ＣｒbＶc Ａd で表され、
但しａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１００で、１４≦ａ≦６０、１４
≦ｂ≦６０、９≦ｃ≦６０および０＜ｄ＜８に規定した
のは、もしｃがｃ≧６０であればＴｉ／Ｃｒ比の調整の
みではプラトー圧制御が困難となり、また、ａが６０超
の場合には、プラトー圧が著しく低下することになり、
ｂが６０超の場合には、プラトー圧が著しく高くなる。
さらにａ、ｂがそれぞれ１４未満の場合には、熱処理に
よるＢＣＣ化が困難となる。一方、ｄについては、もし
もｄがｄ＞８の時は、元の３元系合金よりも、プラトー
平坦性が劣化することになる。また、ｄが８より減少す
る時には、平坦性の改善効果もそれに比例して小さくな
る。

【００１６】図４はＴｉ−Ｃｒ−Ｖ系の３元状態図であ
って、本発明の基本的特徴を示すＢＣＣおよびＢＣＣ＋
Ｃ１４相の境界組成を示すもので、Ｔｉ−Ｃｒ系側にＣ
１４が存在し、この周囲に２相領域が存在する。原子数
比で９≦ｃ≦２５の組成範囲では、ＢＣＣ＋Ｃ１４の２
相共存となり、その後の熱処理によってＢＣＣ単相化す
ることが必要となる。また、ｃ＜９の範囲では、熱処理
してもＢＣＣの単相化が困難となるため除外している。

【００１７】次に、本発明水素吸蔵合金の水素吸放出特
性について説明する。先ず、前記のごとく本発明の基本
合金系は、Ｔｉ−Ｃｒ−Ｖ系であって、これに第４元素
を添加したものである。そのため、合金の特性として
は、この基本系を継承しておりこれとの対比で説明でき
る。前記第４元素の添加によってＢＣＣ相粒界に析出す
る析出物が減少し、ＢＣＣ化を助長することにより、水
素放出特性の改善につながっていると推測される。

【００１８】本発明の熱処理の作用については、さらに
次のように考える。前述のように二相の界面で生じてい
る格子歪が、水素化により生ずる水素化歪の分布状態を
変化させる。特に、本発明のようなＢＣＣ構造の合金に
おいては、水素化によって生ずる歪が水素吸蔵および放
出の圧力差（ヒステリシス）に大きな影響を及ぼす。本
発明のように微細構造をもつ合金においては、このよう
な初期の歪を熱処理により制御することによって、ヒス
テリシスの小さい最適な歪分布を作り出すことが可能と
なる。

【００１９】本発明においては、熱処理温度が1000℃未
満ではその効果が得難くなり、一方、1400℃超の場合は
熱処理効果が飽和する傾向にあるため、1000〜1400℃に
限定する。また、熱処理時間として、１分未満では処理
効果が不十分であり、100 時間超では処理効果が飽和す
る傾向にありこれ以下で十分である。また好ましくは冷
却処理としては焼入れ処理でよい。また、時効処理と組
み合わせてもよく、この時効処理が採られない場合に
は、溶体化処理は均質化処理と同義である。以下に本発
明について実施例に基づいて詳述する。

【００２０】

【実施例】

実施例１本発明の実施例として、下記条件で、ベース合金のＴｉ
／Ｃｒ／Ｖ比を変えることなく第４元素Ｘを１ａｔ％添
加して、ＦＣＥＶ（燃料電池電気自動車）の使用環境
（水素充填０℃１０気圧、水素放出４０℃１気圧）にお
ける特性として水素吸放出特性、特にプラトー平坦性、
ヒステリシスファクターの測定を行い、さらに構造解
析、組織を調査した。

【００２１】ベース合金組成：Ｔｉ_26.5Ｃｒ_33.5Ｖ_40.0 供試合金組成：Ｔｉ_26.24Ｃｒ_33.17Ｖ
_39.60Ａ_1.00、Ａ＝Ｙ，Ｌａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔ
ａ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ａｌなお、本実施例の試料は、全て水冷銅ハースを用いたア
ルゴン中アーク溶解で約２０ｇのインゴットで行った。
本実施例のデータはすべて鋳造したままのインゴットを
空気中で粉砕し、石英管にＡｒ封入（２００〜３００Ｔ
ｏｒｒ）して熱処理（１２００℃×２ｈｒ後水中急冷）
を施した。活性化処理として、５００℃、１０^-4torr真
空引き＋５０atm 水素加圧を４サイクル繰返し行った
後、合金の水素吸蔵量と吸放出特性は、容積法による圧
力組成等温線測定法（ＪＩＳＨ７２０１）に規定され
ている真空原点法で行ったものである。また透過電子顕
微鏡観察はバルクの試料からイオンミリングで薄膜を作
製した。

【００２２】また、合金の構造解析は、透過電子顕微鏡
と付属のＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線回折）を用いて
行った。さらに透過電子顕微鏡で得られた情報をもとに
結晶構造モデルを作成し、粉末Ｘ線回折データのリート
ベルト解析を行った。リートベルト解析は通常のＸ線回
折法とは異なり、回折強度を用いて結晶構造パラメータ
を精密化できるとともに、各相の重量分率を計算により
求めることが可能である。

【００２３】リートベルト解析には、無機材質研究所泉
博士の開発した解析ソフトＲＩＥＴＡＮ９４を用いた。
リートベルト解析では、平均としての相分率や結晶構造
パラメータが精度よく得られるが、その解析のためには
相当に確からしい結晶構造モデルが必要である。図５〜
図14に本実施例の測定結果として、ＰＣＴ特性を横軸に
水素吸蔵量、縦軸に平行圧力でそれぞれを示す。ここで
図５は前記ベース合金とこれにＣｏ１ａｔ％添加した合
金についての特性を示す。同様にして、図６〜図１４は
図５と同様に、以下Ｎｉ，Ａｌ，Ｙ，Ｌａ，Ｚｒ，Ｈ
ｆ，Ｔａ，ＭｎおよびＮｂの１ａｔ％を添加したものに
ついてのＰＣＴ曲線のそれぞれを示す。これらの図から
第４元素１ａｔ％の添加によって、ベース合金に比較し
て水素吸放出特性としての水素吸蔵量、プラト平坦性お
よびヒステリシスファクターの向上が認められた。

【００２４】次に、Ｃｏ，ＮｉおよびＡｌ添加合金につ
いての、構造解析に使用したエネルギー分散型Ｘ線回折
結果を図１５（ａ）〜（ｃ）にそれぞれを示す。いずれ
の合金のチャートにおいてもＢＣＣ構造特有のピーク位
置とよく一致したピークが認められた。さらに、ベース
合金のミクロ組織を図１６（ａ）の１００倍および１６
（ｂ）の５００倍写真として、Ｎｉを１ａｔ％添加した
合金のミクロ組織写真を図１６（ｃ）の１００倍および
１６（ｄ）の５００倍写真として示す。この写真より第
４元素の添加によって、全く新しい組織が出現するので
はなく、ベース合金の組織をさらに改善し二相領域を減
少する傾向にあることがわかる。

【００２５】実施例２本実施例は合金成分の組成による水素吸放出特性の変化
について検討したものである。Ｔｉ−Ｃｒ−Ｖ系合金の
ベース合金に、第４元素を添加してＡ＝０．５，１．
０，５．０および８．０ａｔ％となるように下記の成分
（No. 〜）に調整したものである。Ｔｉ_15.0Ｃｒ_34.7Ｖ_49.8Ａ_0.5（本発明）Ｔｉ_34.7Ｃｒ_15.0Ｖ_49.8Ａ_0.5（本発明）Ｔｉ_26.2Ｃｒ_33.2Ｖ_39.6Ａ_1.0（本発明）Ｔｉ_47.5Ｃｒ_28.5Ｖ_19.0Ａ_5.0（本発明）Ｔｉ_28.5Ｃｒ_47.5Ｖ_19.0Ａ_5.0（本発明）Ｔｉ_25.0Ｃｒ_35.0Ｖ_32.0Ａ_8.0（比較例：請求の範囲
外）

【００２６】ここで、Ａ＝Ｃｏ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｙ，Ｌ
ａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｍｎまた、本実施例の試料は、全て水冷銅ハースを用いたア
ルゴン中アーク溶解で約２０ｇのインゴットで行った。
本実施例のデータはすべて鋳造したままのインゴットを
空気中で粉砕し、石英管にＡｒ封入（２００〜３００Ｔ
ｏｒｒ）して熱処理（１２００℃×２ｈｒ後水中急冷）
を施した。活性化処理として、５００℃、１０^-4torr真
空引き＋５０atm 水素加圧を４サイクル繰返し行った
後、合金の水素吸蔵量と吸放出特性は、容積法による圧
力組成等温線測定法（ＪＩＳＨ７２０１）に規定され
ている真空原点法で行ったものである。これらの水素吸
蔵量およびプラト平坦性の測定結果を表１にまとめて示
す。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１の結果から、本発明の試料No. 〜
の合金においては、即ち第４元素の添加量として０．５
〜５．０ａｔ％のものでは、水素吸蔵量およびプラトー
平坦性において良好な値を示し、本発明の範囲外である
試料No. については水素吸蔵量およびプラトー平坦性
ともに本発明例よりも低い値であることがわかる。図１
７（ａ）および１７（ｂ）に上記の合金について、水素
吸放出特性に対する熱処理の効果を示す。前記Ｔｉ
_47.5Ｃｒ_28.5Ｖ_19.0Ｎｉ_5.0では、図１７（ａ）に示す
ように、熱処理前では、その組織はＢＣＣ＋Ｃ１４の二
相であり、水素吸放出特性はかなり低い値であるが、１
２００℃×２ｈｒ後急冷することによって、その水素吸
放出特性は改善される。これは本発明の熱処理によるＢ
ＣＣ単相化によると考えられる。また、図１７（ｂ）に
示されるように、Ｔｉ_26.2Ｃｒ_33.2Ｖ_39.6Ｎｉ_1.0で
は、熱処理の水素吸放出特性に示す効果は前記合金に
比べて小さい。このことは本合金においては、熱処理
前で既にＢＣＣ単相であるため、熱処理は均一性の効果
に寄与したものと考えられる。

【００２９】

【発明の効果】本発明の水素吸蔵合金によれば、第４元
素の添加によって優れた水素吸放出特性とさらにプラト
ー平坦性が改善され、かつヒステリシスが縮小されてい
るので実際に使用する場合に、使用環境による制約を受
け難く、安定した平衡圧を示すとともにさらにその有効
使用量が拡大できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＴｉ−Ｃｒ−Ｖ系合金とこれに第
４元素を１ａｔ％添加した場合の水素吸放出特性を示
し、（ａ）Ｃｏ添加，（ｂ）Ｎｉ添加，（ｃ）Ａｌ添加
を示す図である。

【図２】本発明に係るＴｉ−Ｃｒ−Ｖ系合金とこれにＣ
ｏ１ａｔ％添加した合金のプラトー平坦性の説明図であ
る。

【図３】本発明に係るＴｉ−Ｃｒ−Ｖ系合金とこれに各
種元素添加した場合のプラトー平坦性およびヒステリシ
スファクターの関係を示す図である。

【図４】本発明に係るＴｉ−Ｃｒ−Ｖ三元系合金の状態
図を示す図である。

【図５】本発明に係るＴｉ−Ｃｒ−Ｖ系合金とこれに第
４元素としてＣｏを１ａｔ％添加した場合の水素吸放出
特性を示す図である。

【図６】本発明に係るＴｉ−Ｃｒ−Ｖ系合金とこれに第
４元素としてＮｉを１ａｔ％添加した場合の水素吸放出
特性を示す図である。

【図７】本発明に係るＴｉ−Ｃｒ−Ｖ系合金とこれに第
４元素としてＡｌを１ａｔ％添加した場合の水素吸放出
特性を示す図である。

【図８】本発明に係るＴｉ−Ｃｒ−Ｖ系合金とこれに第
４元素としてＹを１ａｔ％添加した場合の水素吸放出特
性を示す図である。

【図９】本発明に係るＴｉ−Ｃｒ−Ｖ系合金とこれに第
４元素としてＬａを１ａｔ％添加した場合の水素吸放出
特性を示す図である。

【図１０】本発明に係るＴｉ−Ｃｒ−Ｖ系合金とこれに
第４元素としてＺｒを１ａｔ％添加した場合の水素吸放
出特性を示す図である。

【図１１】本発明に係るＴｉ−Ｃｒ−Ｖ系合金とこれに
第４元素としてＨｆを１ａｔ％添加した場合の水素吸放
出特性を示す図である。

【図１２】本発明に係るＴｉ−Ｃｒ−Ｖ系合金とこれに
第４元素としてＴａを１ａｔ％添加した場合の水素吸放
出特性を示す図である。

【図１３】本発明に係るＴｉ−Ｃｒ−Ｖ系合金とこれに
第４元素としてＭｎを１ａｔ％添加した場合の水素吸放
出特性を示す図である。

【図１４】本発明に係るＴｉ−Ｃｒ−Ｖ系合金とこれに
第４元素としてＮｂを１ａｔ％添加した場合の水素吸放
出特性を示す図である。

【図１５】本発明に係るＴｉ−Ｃｒ−Ｖ系合金に第４元
素を１ａｔ％添加した場合のＥＤＸチャートを示し、
（ａ）Ｃｏ添加，（ｂ）Ｎｉ添加，（ｃ）Ａｌ添加を示
す図である。

【図１６】本発明に係るＴｉ−Ｃｒ−Ｖ系合金とこれに
第４元素としてＮｉを１ａｔ％添加した場合の金属組織
写真であり、（ａ）ベース合金の１００倍，（ｂ）ベー
ス合金の５００倍，（ｃ）Ｎｉを１ａｔ％添加した１０
０倍，（ｄ）Ｎｉを１ａｔ％添加した５００倍写真であ
る。

【図１７】本発明に係る熱処理の効果を示す熱処理前後
での水素吸放出特性を示し、（ａ）Ｔｉ_47.5Ｃｒ_28.5Ｖ
_19.0Ｎｉ_5.0，（ｂ）Ｔｉ_26.2Ｃｒ_33.2Ｖ_39.6Ｎｉ_1.0
を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩ // Ｃ２２Ｃ 19/00 Ｃ２２Ｃ 19/00 Ｆ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原子数比ａ，ｂ，ｃ，およびｄとして、
一般式Ｔｉ_aＣｒ_bＶ_cＡ_dで表され、但し、ａ＋ｂ＋
ｃ＋ｄ＝１００、ＡはIIIb族，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｚ
ｒ，Ｎｂ，Ｈｆ，Ｔａ，Ａｌの一種または二種以上であ
り、かつ１４≦ａ≦６０、１４≦ｂ≦６０、９≦ｃ≦６
０および０＜ｄ＜８であることを特徴とする水素吸蔵合
金。
【請求項２】原子数比ａ，ｂ，ｃ，およびｄとして、
一般式Ｔｉa ＣｒbＶc Ａd で表され、但し、ａ＋ｂ＋
ｃ＋ｄ＝１００、ＡはIIIb族，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｚ
ｒ，Ｎｂ，Ｈｆ，Ｔａ，Ａｌの一種または二種以上であ
り、かつ１４≦ａ≦６０、１４≦ｂ≦６０、９≦ｃ≦２
５および０＜ｄ＜８の組成領域で、結晶構造がＢＣＣ
（体心立方）＋Ｃ１４（ラーベス相）である合金におい
て、１０００〜１４００℃で加熱し急冷して、ＢＣＣ相
に単相化する熱処理を施すことを特徴とする水素吸蔵合
金。