[发明专利]增强LaNi4.8Al0.2合金抗CO、CO2、空气毒化及抗粉化性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种LaNi_4.8Al_0.2合金表面的改性方法，具体涉及的是一种增强LaNi_4.8Al_0.2合金抗CO、CO₂、空气毒化及抗粉化性能的方法。

背景技术

La-Ni-Al系列储氢合金具有易活化、吸放氢速度快、循环性能稳定、固氦能力强等优点，被广泛应用于氢同位素储存方面。采用La-Ni-Al系列合金储氚时，因其可以使氚衰变产生的He³保留在晶格中，不会随着氚的离解而释放出来，可以释放出纯净的氚，因此La-Ni-Al系列合金常被用来作为氚储存的主要材料。

然而，在实际应用中，La-Ni-Al系列合金也存在一些需要解决的问题。例如，当氢气中含有某些杂质气体，如CO、O₂、CO₂等时，会导致合金表面钝化，形成氧化物、氢氧化物等，这些表面钝化层会阻碍合金进一步吸氢，使合金的贮氢性能下降，这就是通常所说的贮氢合金“中毒”现象。另外，贮氢材料在多次吸、放氢的过程中，体积要膨胀和收缩，反复的膨胀和收缩后，材料很容易粉化。因此，在实际使用过程中，La-Ni-Al系列合金的中毒和粉化现象一直是制约其正常使用的重要因素之一。对贮氢合金进行表面改性，提高合金的抗毒化、抗粉化能力，是延长其使用寿命行之有效的方法。

针对La-Ni-Al系列合金表面改性也尝试了各种方法。例如本申请的发明人钱晓静等人曾公开过采用亲水性气相二氧化硅形成的SiO₂溶胶包裹LaNi_4.8Al_0.2合金的方式来增强LaNi_4.8Al_0.2合金的贮氢性能(中国核科学技术发展报告，中国工程物理研究院，2009年11月)。虽然这种方式在一定程度上确实增强了LaNi_4.8Al_0.2合金的贮氢性能，但是其却存在着以下方面的缺陷：

(1)该技术的主要步骤是将亲水性气相二氧化硅分多次缓慢加入到去离子水中，并搅拌混合，得到SiO₂溶胶，然后加入LaNi_4.8Al_0.2合金粉末搅拌，实现SiO₂溶胶对LaNi_4.8Al_0.2合金粉末的包裹，并密封静置2h左右，再置于真空干燥箱中，加热到180～200℃烘干18h以上(通常为1天)，以便使去离子水蒸发，使混合物慢慢成型，从而得到改性后的LaNi_4.8Al_0.2合金颗粒。在此过程中，采用亲水性气相二氧化硅与去离子水混合制成的SiO₂溶胶的粘性不够好，而且烘干成型所需要的时间较长。

(2)由(1)可知，由于制成的SiO₂溶胶粘性不够好，因而在后续处理工艺中，SiO₂溶胶对LaNi_4.8Al_0.2合金粉末的粘附力不会很强，因而也导致了其对LaNi_4.8Al_0.2合金粉末的包裹不够严密，在干燥后的合金颗粒中，仍然有部分LaNi_4.8Al_0.2合金颗粒裸露在外面；另外，又由于烘干成型所需要的时间较长，而SiO₂溶胶对LaNi_4.8Al_0.2合金粉末的粘附力又不是很强，因而，干燥后的包裹颗粒的机械强度不是很理想，稍微受力就会出现破裂现象。从而在进行多次吸/放氢循环测试后，包裹后的LaNi_4.8Al_0.2合金颗粒也出现了抗CO、CO₂、空气毒化及抗粉化性能下降的现象。

综上所述，对现有的LaNi_4.8Al_0.2合金进行表面改性，也逐渐成为本领域技术人员重点研究的内容之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种增强LaNi_4.8Al_0.2合金抗CO、CO₂、空气毒化及抗粉化性能的方法，主要解决现有的LaNi_4.8Al_0.2合金存在抗CO、CO₂、空气毒化及抗粉化能力差的问题。