[发明专利]一种低温高容量Mg‑RE‑Ni基A2B型贮氢合金及其制备方法

权利要求书

1.一种低温高容量Mg-RE-Ni基A₂B型贮氢合金，其特征在于：该贮氢合金将A侧元素多加入25at.％，并由稀土元素部分替代Mg，由Ti和Al部分代替Ni；该合金的化学式组成为：Mg_25-xRE_xNi_10-y-zTi_yAl_z，式中x、y、z为原子比，1<x<5,1<y<3，0.2<z<1，RE为稀土元素La、Ce、Pr、Nd、Sm、Y中的一种或几种；

所述贮氢合金通过真空感应熔炼、真空快淬制备具有纳米晶-非晶结构的合金薄带、破碎、球磨工艺制备；

所述贮氢合金为具有纳米晶-非晶结构的合金粉末。

2.根据权利要求1所述的低温高容量Mg-RE-Ni基A₂B型贮氢合金，其特征在于：x＝3，y＝2，z＝0.6。

3.根据权利要求1所述的低温高容量Mg-RE-Ni基A₂B型贮氢合金，其特征在于：所述贮氢合金在200℃温度下进行可逆的吸放氢。

4.根据权利要求1所述的低温高容量Mg-RE-Ni基A₂B型贮氢合金，其特征在于：所述贮氢合金的循环稳定性S₁₀₀为98.3％～98.8％；S₁₀₀＝C₁₀₀/C_max×100％，其中，C_max是合金的饱和吸氢量，C₁₀₀第100次循环后的吸氢量。

5.一种根据权利要求1所述的低温高容量Mg-RE-Ni基A₂B型贮氢合金的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

(1)原料准备：按化学式Mg_25-xRE_xNi_10-y-zTi_yAl_z进行配料，式中RE为稀土元素La、Ce、Pr、Nd、Sm、Y中的至少一种；x、y、z为原子比，1<x<5,1<y<3，0.2<z<1；

(2)熔炼：在保护气下，将步骤(1)称好的原料进行熔炼获得铸态母合金铸锭；

(3)甩带：将上述步骤(2)制备的铸锭用熔体快淬的方法制备成快淬合金薄带；

(4)破碎球磨：将步骤(3)制备的快淬合金薄带破碎，破碎后筛取粉末粒度小于75μm的合金；然后放入球磨机中球磨，获得Mg-RE-Ni基A₂B型贮氢合金；

所述Mg-RE-Ni基A₂B型贮氢合金为具有纳米晶-非晶结构的合金粉末。

6.根据权利要求5所述的低温高容量Mg-RE-Ni基A₂B型贮氢合金的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)在原料配比时，Mg和稀土的添加量过量5％～10％。

7.根据权利要求5所述的低温高容量Mg-RE-Ni基A₂B型贮氢合金的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)采用真空感应炉进行熔炼，首先抽真空至1×10^-2～5×10^-5Pa，然后通入0.01-0.1MPa的惰性气体作为保护气体，保护气体为纯氦气或者氦气加氩气混合气体，所述混合气体的体积比约为1:1，加热温度1500-1700℃，获得熔融的液态母合金，保持约5分钟后；直接注入铜模中，获得铸态母合金铸锭。

8.根据权利要求5所述的低温高容量Mg-RE-Ni基A₂B型贮氢合金的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中将铸态母合金铸锭置于底部有狭缝的石英管内，用感应线圈加热使其完全熔化，利用保护气体的压力使其从石英管狭缝连续喷射在以10～40m/s线速度旋转的铜辊的光滑表面上，获得快淬合金薄带。

9.根据权利要求5所述的低温高容量Mg-RE-Ni基A₂B型贮氢合金的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中将球磨机抽真空后充入高纯氩气，然后球磨2-5小时，其中，球料比40：1，转速：350转/分。