[发明专利]一种纳米限域富镁合金的制备方法

说明书

一种纳米限域富镁合金的制备方法，选取镁为90at.％，铈为1‑9at.％，其余为镍粉；通过压片机将镍预压成片；将石墨坩埚预热到100～200℃，将镁锭的成分加入到坩埚中，升温到550～600℃，用镁合金熔炼保护剂覆盖，然后升温到790～810℃，将铈锭投入温度为790～810℃的镁金属液中得到合金熔体；将合金熔体升温到820～850℃，将压制的镍片投入温度为820～850℃的合金熔体得到Mg‑Ni‑Ce合金熔体；将合金熔体升温至880～900℃保温，待镍片全部熔化，将泡沫钛放入到的合金熔体中，取出泡沫钛在室温下冷却得到纳米限域富镁合金，本发明提高镁合金的收得率、提升镁合金的品质。

技术领域

本发明涉及储氢合金材料技术领域，特别涉及一种纳米限域富镁合金的制备方法。

背景技术

人类生产活动和社会活动的发展也推动着能源的发展，能源从最初的煤炭到石油再到天然气，碳氢比逐渐降低。地球的环境污染，资源匮乏，导致世界各国不得不开始研发新型能源，如太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物能，但这些新型能源遇到制取受地理环境限制，储存和携带都不方便等问题。相对于这些新型能源，氢制取途径多，燃烧值高，后续产物无污染。氢能系统包括三方面：制取、储存和使用。要实现氢能大规模的使用，安全高效的储存氢气是亟待解决的关键问题之一。

目前阶段储氢的主要手段有高压气态储氢、低温液态储氢、固态储氢三种方式。气态与液态储氢耗能高、容器笨重、不便、安全系数低，储氢密度低无法应用于新型产业。固态储氢主要以金属间氢化物为主，但在已发现的储氢合金中，如稀土系储氢合金、锆系储氢合金、钒系储氢合金、钛系储氢合金、镁系储氢合金，由于储氢量、动力学、热力学等方面的问题，都不能满足氢能发展的需要。

近些年来，由于金属氢化物MgH₂具有较高的储氢容量(7.5wt％的质量储氢容量、110kg/m³的体积储氢容量)、较好的循环性能、价格低廉等众多优点被广泛研究。但镁作为储氢材料存在吸放氢速率慢，动力学性能差，氢化物稳定，放氢温度高，循环寿命差等缺点，导致其发展缓慢。

对于上述问题人们主要从向金属氢化物添加催化剂，金属氢化物合金化，纳米结构等方面去解决现有的问题。这些解决手段都是单一的从某一方面去解决一个问题，且对于储氢材料的循环稳定性关注较少。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种纳米限域富镁合金的制备方法，该储氢材料为Mg-Ni-Ce在泡沫钛中生长，制备工艺简单、原料成本低、反应条件容易控制，由于“纳米限域”很好的抑制了Mg-Ni-Ce三元富镁合金的生长，使得Mg的吸放氢动力学和吸放氢热力学，活化及循环特性将显著提高，循环稳定性显著提高，提高镁合金的收得率、提升镁合金产品的品质。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种纳米限域富镁合金，包括包括为Mg-Ni-Ce合金，镁含量为90at.％，铈含量为1-9at.％，其余为镍。

一种纳米限域富镁合金的方法，步骤如下：

1、制备富镁合金熔体：

1)选取镁锭、铈锭和镍粉，按照所要制备的配比进行称量，包括Mg-Ni-Ce合金，镁含量为90at.％，铈含量为1-9at.％，其余为镍；通过压片机将镍粉预压成片；

2)熔炼前处理，将石墨坩埚预热到100～200℃，将镁锭的成分加入到坩埚中，然后预热5～10min；

3)熔炼，将步骤2)的镁锭的成份加入石墨坩埚中，升温到550～600℃，用镁合金熔炼保护剂覆盖，然后升温到790～810℃，保持5～10min；将铈锭投入温度为790～810℃的镁金属液中，搅拌均匀，得到合金熔体；