一种具有超细长周期有序结构的镁基储氢合金及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107299268A(43)申请公布日2017.10.27(21)申请号201710324891.X(22)申请日2017.05.10(71)申请人燕山大学地址066004河北省秦皇岛市海港区河北大街西段438号(72)发明人彭秋明王栋彬孙勇刘先玉赵翠玲(74)专利代理机构秦皇岛一诚知识产权事务所(普通合伙)13116代理人续京沙(51)Int.Cl.C22C23/06(2006.01)C22C1/02(2006.01)C22F1/06(2006.01)H01M4/46(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种具有超细长周期有序结构的镁基储氢合金及其制备方法(57)摘要一种具有超细长周期有序结构的镁基储氢合金，它的化学分子式为Mg-aX-bY，其中，X代表Ni、Al、V、Co、Pt中的一种，a，b代表质量百分数，6.52％≤a≤13.53％，20.41％≤b≤21.50％；余量为Mg；上述镁基储氢合金的制备方法主要是将上述成分的合金颗粒装入感应熔炼炉，在氩气气氛下熔炼，然后对熔炼好的镁基合金表面预处理，打磨、抛光、清洗，并用氮化硼管包裹，放在高压六面顶液压机中进行高压压制，3-4GPa，将温度升高至800-1300℃，保温30-60min，得到具有超细长周期有序结构的镁基储氢合金。本发明工艺设备简单易控、成本低，制得的镁基储氢合金相比于普通工艺的镁基合金，吸放氢温度更低，吸放氢动力学性能更好。CN107299268ACN107299268A权利要求书1/1页1.一种具有超细长周期有序结构的镁基储氢合金，其特征在于：它的化学分子式为Mg-aX-bY，X代表Ni、Al、V、Co、Pt中的一种，a、b代表质量百分数，6.52％≤a≤13.53％，20.41％≤b≤21.50％；余量为Mg。2.根据权利要求1所述的具有超细长周期有序结构的镁基储氢合金，其特征在于：所述原料均为纯金属粉。3.权利要求1所述的具有超细长周期有序结构的镁基储氢合金的制备方法，其特征在于：(1)镁基合金的熔炼：将上述成分化学原料的合金颗粒装入感应熔炼炉，在氩气气氛下熔炼；(2)镁基合金表面预处理：首先，将镁基合金表面用砂纸打磨干净，依次选用180#、320#、600#、1200#、2000#砂纸对合金表面进行打磨，观察到合金表面划痕方向一致即可，然后用去离子水及酒精冲洗，利用抛光布采用水抛的方式将镁基合金材料表面抛光，以无水乙醇为清洗剂，清洗温度为15℃，清洗时间为10-15min；(3)装配高压试样：先将步骤(2)处理的镁基合金用坦片包裹，装入氮化硼坩埚中，将坩埚整体放入石墨炉中，接着用两片直径与石墨管外径相同的石墨片分别将其顶部和底部封住，然后将石墨炉整体放入标准的叶腊石槽中，在叶腊石槽中的石墨坩埚上下两侧分别放入石墨片和导电钢帽；(4)高压压制：将步骤(3)装配好的高压试样放在高压六面顶压机的腔体位置，将压力升高至3-4GPa，以10℃/min的升温速率将温度升高至800-1300℃，保温30-60min，然后关闭电源停止加热，空冷至室温，卸压后取出高压试样，得到具有超细长周期有序结构的镁基储氢合金。2CN107299268A说明书1/4页一种具有超细长周期有序结构的镁基储氢合金及其制备方法技术领域[0001]本发明属于材料技术领域，特别涉及一种储氢合金及其制备方法。背景技术[0002]随着科技发展、石油资源日渐匮乏和生态环境不断恶化，新能源开发成为全人类亟需解决的一个紧迫课题。氢能以储量丰富、来源广泛、热值高、干净无污染、可再生能源而被公认为人类未来的理想能源。储氢材料的开发是解决氢能应用中氢存储技术难题的关键。储氢材料因为能可逆吸收和放出氢气，在氢的存储与输送过程中是一种重要的载体，加之氢及储氢材料均是“绿色”环保产品，对将来的新能源开发和环境保护将起着不可估量的作用。在目前所有储氢方式中，储氢合金以金属氢化物的形式吸收氢，是一种安全、经济而有效的储氢方式。[0003]其中，镁基储氢合金虽然存在吸放氢温度高、吸放氢速率慢等缺陷，但因其具有高理论储氢容量、资源丰富、成本低廉等优点被公认为是最具发展潜力的轻质储氢材料之一，特别是一些具有良好吸放氢性能的镁基储氢合金的出现，以其优异的力学性能和物理性能已经广泛应用于电子工业、汽车工业等各个领域。[0004]早在上世纪80年代就有人研究了LaMg12、CeMg12、MmMg12、La2Mg17以及La2Mg16Ni的储氢性能，发现这类Mg基合金虽然能在较低的温度下吸氢，但是吸氢容量较低，小于4wt％，而且放氢温度仍然很高，大于300℃。2011年，张庆安等人利用快速凝固处理Mg12YNi合金时，发现其具有