[发明专利]一种风电储能用稀土‑钛铁储氢合金

权利要求书

1.一种风电储能装置用稀土-钛铁储氢合金，其特征在于：

该合金由Ti、Fe、Mn、多组元稀土以及少量LaNi₅合金构成，其化学式组成为：Ti_1.1-xFe_0.8Mn_0.2M_x+yLaNi₅，其中，x为原子比，0＜x≤0.09，y为质量百分比，2％≤y≤8％，M代表多组元稀土，除含有原子比为0.5-0.7的La外，还含有Ce、Y、Nd、Pr、Gd中的至少一种；

该合金通过如下步骤制备：配比→真空熔炼→快淬→机械粉碎→球磨。

2.根据权利要求1所述的稀土-钛铁储氢合金，其特征在于：

通过快淬工艺制备出具有高密度纳米晶晶粒的合金，再经机械球磨，形成高密度晶体缺陷的合金。

3.根据权利要求1所述的稀土-钛铁储氢合金，其特征在于：

真空熔炼时加入少量LaNi₅合金。

4.根据权利要求1所述的稀土-钛铁储氢合金，其特征在于：

合金最大吸氢量达1.73wt％，接近TiFe合金理论吸氢量1.86wt％，1-3次吸放氢即完全活化。

5.一种风电储能装置用稀土-钛铁储氢合金的制备方法，其特征在于：

该方法包括如下步骤：

A、配比：按化学式组成Ti_1.1-xFe_0.8Mn_0.2M_x+yLaNi₅进行称重配比，其中，x为原子比，0＜x≤0.09，y为质量百分比，2％≤y≤8％，M代表多组元稀土，除含有原子比为0.5-0.7的La以外，还含有Ce、Pr、Y、Nd、Gd中的至少一种；

B、真空熔炼：将配好的原料置于氧化锆坩埚中，抽真空，然后充入惰性保护气体，采用感应加热对配好的原料进行熔炼，获得熔融的液态母合金；

C、快淬：待各原料混合均匀后，将液态母合金直接注入中间包，通过中间包底部的喷嘴连续喷落在旋转的水冷铜辊的表面上，获得快淬态合金薄片；

D、机械粉碎：将快淬态合金薄片通过气流磨机械粉碎得到稀土-钛铁合金粉末；

E、球磨：将机械粉碎后的稀土-钛铁合金粉末放入高纯氩气的不锈钢球磨罐中进行球磨，球磨结束后，将球磨罐置于充满高纯氩气真空手套箱中，取出粉末，过筛称重，用真空包装机密封。

6.如权利要求5所述的风电储能装置用稀土-钛铁储氢合金的制备方法，其特征在于：

步骤A中，Ti、Fe、Mn的金属纯度≥99.5％；

所述化学式组成中的稀土在配比时增加5-10wt％的烧损量。

7.如权利要求5所述的风电储能装置用稀土-钛铁储氢合金的制备方法，其特征在于：

步骤B中，将配好的原料置于氧化锆坩埚中，各原料在坩埚中的布置方式为：铁棒沿坩埚壁竖直摆放，坩埚底部均匀铺上海绵钛，块状锰摆放在海绵钛上方，稀土和LaNi₅合金放在最上面。

8.如权利要求5所述的风电储能装置用稀土-钛铁储氢合金的制备方法，其特征在于：

步骤B中，抽真空至1×10^-3Pa以上，，然后充入0.04MPa惰性保护气体。

9.如权利要求5所述的风电储能装置用稀土-钛铁储氢合金的制备方法，其特征在于：

步骤B中，所述惰性保护气体为氦气或者氩气和氦气混合气体，所述氩气和氦气混合气体体积比为1:1。

10.如权利要求5所述的风电储能装置用稀土-钛铁储氢合金的制备方法，其特征在于：

步骤B中，熔炼温度为1680-1720℃。

11.如权利要求5所述的风电储能装置用稀土-钛铁储氢合金的制备方法，其特征在于：

步骤C中，铜辊的表面线速度为5-30m/s。

12.如权利要求5所述的风电储能装置用稀土-钛铁储氢合金的制备方法，其特征在于：

步骤C中，该快淬态合金薄片的厚度为100-500μm，具有高密度纳米晶晶粒结构。