[发明专利]贮氢型钛铁合金材料

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料领域，特别是涉及一种贮氢型钛铁合金材料。

背景技术

贮氢材料是在一定温度和氢气压强下能迅速吸氢，适当加温或减小氢气压强时又能放氢的材料。多为易与氢起作用的某些过渡族金属、合金或金属间化合物。由于这些金属材料具有特殊的晶体结构，使得氢原子容易进入其晶格的间隙中并与其形成金属氢化物。其贮氢量可达金属本身体积的1000～1300倍。氢与这些金属的结合力很弱，一旦加热和改变氢气压强，氢即从金属中释放出来。氢在金属中的这种吸收和释放，取决于金属和氢的相平衡关系，并受温度、压强和组分的制约。通常，贮氢材料的贮氢密度很大，甚至高于液态氢密度。

目前使用的钛铁系贮氢材料的贮氢量一般在2%左右，贮氢能力较低，而镁钛系贮氢材料的贮氢量可达5%以上，然而镁钛系贮氢材料易腐蚀，循环使用寿命差。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种贮氢型钛铁合金材料，能够提高材料的贮氢能力，以及材料的热稳定性，从而延长材料的循环使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种贮氢型钛铁合金材料，所述贮氢型钛铁合金材料包括按质量百分比组成的下列主要成分：Ti：36.0%-38.0%，Fe：48.0%-50.0%，Mg：3.0%-5.0%，以及次要成分8.0%-9.5%，所述次要成分包括金属元素和稀土元素，其中，所述金属元素包括按质量百分比组成的下列成分： Mn：2.8%-3.0%，Co：2.5%-2.7%，Si：0.8%-1.0%，Ce：0.6%-0.8%，Sn：0.3%-0.4%，Nd：0.2%-0.3%，Pr：0.2%-0.3%，Cu：0.05%-0.15%，Al：0.01%-0.02%，所述稀土元素包括按质量百分比组成的下列成分：Tb：0.3%-0.4%，La：0.2%-0.3%，Y：0.1%-0.2%，Sc：0.05%-0.1%。

在本发明一个较佳实施例中，所述金属元素的含量为7.5%-8.5%。

在本发明一个较佳实施例中，所述贮氢型钛铁合金材料中的Mg含量为4.5%。

本发明的有益效果是：通过对合金元素的合理优化匹配，以钛铁系合金为依托，适当添加Mg、以及其他金属元素和稀土元素，能够提高材料的贮氢能力，以及材料的热稳定性，从而延长材料的循环使用寿命。

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本发明实施例包括：

一种贮氢型钛铁合金材料，所述贮氢型钛铁合金材料包括按质量百分比组成的下列主要成分：Ti：36.0%-38.0%，Fe：48.0%-50.0%，Mg：3.0%-5.0%，以及次要成分8.0%-9.5%，所述次要成分包括金属元素和稀土元素，其中，所述金属元素包括按质量百分比组成的下列成分： Mn：2.8%-3.0%，Co：2.5%-2.7%，Si：0.8%-1.0%，Ce：0.6%-0.8%，Sn：0.3%-0.4%，Nd：0.2%-0.3%，Pr：0.2%-0.3%，Cu：0.05%-0.15%，Al：0.01%-0.02%，所述稀土元素包括按质量百分比组成的下列成分：Tb：0.3%-0.4%，La：0.2%-0.3%，Y：0.1%-0.2%，Sc：0.05%-0.1%。

其中，所述金属元素的含量为7.5%-8.5%，通过改变贮氢材料的晶格结构来细化晶粒，使材料的吸放氢能力增强。

所述贮氢型钛铁合金材料中的Mg含量为4.5%，可提高材料的力学稳定性，同时增大材料的贮氢量。

实施例一：

一种贮氢型钛铁合金材料，所述贮氢型钛铁合金材料包括按质量百分比组成的下列主要成分：Ti：36.5%，Fe：50.0%，Mg：4.5%，以及次要成分9.0%，所述次要成分包括金属元素和稀土元素，其中，所述金属元素包括按质量百分比组成的下列成分：Mn：3.0%，Co：2.7%，Si：0.8%，Ce：0.7%，Sn：0.4%，Nd：0.2%，Pr：0.2%，Cu：0.1%，Al：0.02%，所述稀土元素包括按质量百分比组成的下列成分：Tb：0.4%，La：0.3%，Y：0.1%，Sc：0.08%。

实施例二：