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Ti-V基合金在室温条件下具有较高的储氢容量(≥3 wt.％)而成为最有前景的储氢材料。但因其活化性能差、氢气滞留量高、V价格昂贵等原因,制约了其发展。本文选取体心立方(BCC)固溶体结构的Ti-V-Cr合金为研究对象,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、差热扫描(DSC)、程序升温脱附法(TPD)等表征手段,研究了热处理和元素取代对Ti-V-Cr合金相结构、储氢性能和热稳定性的影响。主要研究结果如下: 1.采用电弧炉熔炼得到的V68Ti20Cr12合金,XRD分析表明铸态和热处理后的合金均为单一的BCC固溶体结构。热处理后合金活化性能明显提高,且吸放氢动力学得到改善。通过采用Kissinger方法拟合出铸态和热处理后V68Ti20Cr12合金氢化物的放氢激活能分别为150.57±10.79和141.26±9.94 kJ/mol。 2.对于V35Ti20Cr45合金,XRD表明铸态合金为单一的BCC固溶体结构,热处理后的V35Ti20Cr45合金出现了C14 Laves第二相。热处理后V35Ti20Cr45合金活化性能明显提高,活化次数降低到3次可完全活化,且吸放氢速率明显高于铸态合金。通过Avrami-Erofeev方程拟合得出热处理后合金吸氢机制由一维扩散机制向三维扩散机制转化。铸态和热处理后V35Ti20Cr45合金氢化物生成焓分别为-23.36±0.83 kJ/mol和-22.86±1.66 kJ/mol,脱氢激活能分别为210.36±12.72和108.42±1.99 kJ/mol。 3.对于铸态Ti-V-Fe合金,XRD和SEM结果表明铸态合金V60Ti30Fe10、V70Ti20Fe10、V80Ti10Fe10为单一的BCC固溶体结构,V75Ti10Fe15合金主相为BCC固溶体结构并伴有第二相Laves相存在。吸放氢动力学曲线表明:373 K时,单一BCC固溶体结构的V80Ti10Fe10吸氢迅速且吸氢量较高,吸氢量可达2.0 wt.%;423 K时,伴有第二相Laves相存在的V75Ti10Fe15合金的放氢量高于单一BCC相的V80Ti10Fe10的放氢量,Laves第二相的存在有助于合金的放氢性能改善。 4.对于V40Ti20Cr32Fe8和V50Ti20Cr20Fe10合金, XRD分析表明:热处理后第二相Laves相含量增加。热处理后合金活化性能明显提高,且吸放氢速率明显高于铸态合金。DSC曲线表明合金放氢阶段有两个,分别对应了VH2.01向畸变的固溶体结构转变以及畸变的BCC结构向原始BCC结构转化。DSC曲线和TPD曲线同时表明热处理后的合金高温阶段的放氢温度比铸态合金高温阶段的放氢温度偏低,这与热处理后合金放氢动力学性能提高相一致。