近年来,由于化石能源日益濒临枯竭,环境问题日益凸显,开发新型清洁可再生新能源,例如氢能源,已成为全球各国的能源战略重点。然而,H2的生产过程中会伴随产生许多副产品,如CO、CO2、N2、H2S和NH3等。在使用之前,需要应用“氢分离技术”将H2从上述混合气体中分离（或过滤/渗透）出来,得到含量高达99.999%（质量百分数）的纯H2。目前商业应用的氢分离金属膜材料一般为钯（Pd）基合金。但是,钯价格昂贵且资源稀缺,严重限制上述合金膜的大规模应用。在上述背景下,价格相对低廉且渗氢性能优异的VB族金属（即:钒（V）、铌（Nb）、钽（Ta）等）,引起了全球各国学者的广泛关注,并相继开发了Nb-Ti-Ni、Nb-Ti-Co、Nb-Hf-Ni和Nb-Ti-Fe等双相渗氢合金。但关于Nb-Co-Hf双相渗氢合金的报道较少,由于该系合金完整相图缺失导致渗氢成分区域在相图中的位置尚不明确,亟需深入研究。基于此,本文选取Nb-Co-Hf合金体系为研究对象,从实验分析与相图（CALPHAD）热力学计算两方面入手,结合SEM、XRD、TEM、XPS、PCT和渗氢实验等手段对其相图、显微结构、凝固路径和氢传输性能等进行了详细的研究,具体内容如下:1.研究得出了Nb-Co-Hf合金相图和平衡凝固反应以及相区的种类和个数等关键信息;在此基础上,优选相图富Nb角位置处50种合金成分进行实验研究,系统的分析了上述合金的显微特征、凝固规律和渗氢性能以及三者之间的本征关系,首次探索出了“渗氢成分区域”在Nb-Co-Hf合金相图中较为准确的位置;2.在上述研究结果基础上,研究了不同Hf/Co比率对Nb-Co-Hf双相合金显微组织和氢传输性能的影响规律,研究结果表明:显微组织随Hf/Co比率的增加而变化,伴随着上述变化,渗氢性能提高,并且氢扩散和氢溶解系数增大。其中,Nb40Co28Hf32（x=2）合金在673 K时的渗氢性能最高,为5.21×10-8(mol H2m-1s-1Pa-0.5),并具有良好的抗氢脆性能和渗氢持久性能;3.研究得出了不同热处理条件下Nb-Co-Hf双相合金显微组织和氢传输性能的变化规律,并结合混合介质模型弄清了影响上述变化的本质原因。热处理会增加合金显微组织中的初生BCC-（Nb,Hf）相从而使氢传输性能提高。另外,还研究了合金的耐腐蚀性能,阐明了合金膜腐蚀前、后的渗氢和抗氢脆机理。4.铸态Nb30Co35Hf35样品在1073 K和1173 K下退火168 h后,合金在673 K的渗氢性能从3.3×10-8下降到（1.5-0.82）×10-8mol H2m-1s-1Pa-0.5,说明退火热处理无法提高合金渗氢性能。