[发明专利]一种高耐蚀、超长循环寿命的AB5+x型储氢合金及其制备方法

权利要求书

1.一种高耐蚀、超长循环寿命AB_5+x型储氢合金，其特征在于，该合金中含有镧、铈和钇三种稀土元素，以及镍、钴、锰和铝四种金属元素；

其中，镧占镧铈钇的摩尔总量不多于73％，占合金的摩尔总量不多于12％；镍占镍钴锰铝总量的摩尔比不少于67％，占合金总量的摩尔比不少于56％。

2.根据权利要求1所述的高耐蚀、超长循环寿命AB_5+x型储氢合金，其特征在于，钴占镍钴锰铝总量的摩尔比不少于19％，占合金总量的摩尔比不少于16％。

3.根据权利要求2所述的高耐蚀、超长循环寿命AB_5+x型储氢合金，其特征在于，合金中有镧、铈和钇三种稀土元素，以及镍、钴、锰和铝四种金属元素的比例具体如下：La_0.73Ce_0.17Y_0.1Ni_3.45Co_1.0Mn_0.3Al_0.35。

4.根据权利要求2所述的高耐蚀、超长循环寿命AB_5+x型储氢合金，其特征在于，合金中有镧、铈和钇三种稀土元素，以及镍、钴、锰和铝四种金属元素的比例具体如下：La_0.73Ce_0.17Y_0.1Ni_3.55Co_1.0Mn_0.3Al_0.35。

5.根据权利要求2所述的高耐蚀、超长循环寿命AB_5+x型储氢合金，其特征在于，合金中有镧、铈和钇三种稀土元素，以及镍、钴、锰和铝四种金属元素的比例具体如下：La_0.73Ce_0.17Y_0.1Ni_3.65Co_1.0Mn_0.3Al_0.35。

6.根据权利要求2所述的高耐蚀、超长循环寿命AB_5+x型储氢合金，其特征在于，合金中有镧、铈和钇三种稀土元素，以及镍、钴、锰和铝四种金属元素的比例具体如下：La_0.73Ce_0.17Y_0.1Ni_3.75Co_1.0Mn_0.3Al_0.35。

7.一种用于设计如权利要求1所述高耐蚀、超长循环寿命AB_5+x型储氢合金的方法，具体步骤如下：

a、根据DFT模拟合金容量衰减，计算过程使用维也纳从头算模拟软件包进行；模拟过程中所采用的交换关联函数为基于广义梯度近似的PBE泛函；同时针对原子间的范德华作用，采用了基于波克琼森阻尼的DFT-D3色散校正；针对离子和电子之间的相互作用，采用了平面波投影方法描述；

b、平面波基组的截断能为400eV，电子自洽场迭代的收敛标准为10^-5eV，原子几何优化的收敛标准为

c、布里渊区按照默克豪斯特-帕克方法，划分为3×3×1的K点网格；为了加快电子自洽场迭代的收敛，采用了0.2eV的拖尾效应；

d、取LaNi₅的(001)晶面，构建2×2超胞的5层平板模型，得到LaNi₅合金表面模型；然后，将模型中的一部分La原子替换为以Ni原子的形式，构建LaNi_5+x合金计算模型；

e、计算从LaNi₅合金表面模型到LaNi_5+x合金计算模型过程中体系的能量和体系的能量变化，在计算过程中，模型的最下面两层原子固定，其余原子充分弛豫；模型的表面引入了厚度为的真空层；

f、根据体系的能量变化最小的取代方式，得到LaNi_5+x合金模型，并计算得到合金的元素组成。

8.一种如权利要求1所述的高耐蚀、超长循环寿命AB_5+x型储氢合金的制备方法，具体步骤如下：

1)将镧、铈、钇、镍、钴、锰和铝，按照上述比例进行配料，在高纯保护气氛下进行合金的熔炼，熔炼温度为1300℃，熔炼得到合金熔体后快速冷却，得到合金铸锭；

2)将铸锭在保护气氛下热处理，然后在保护气氛中机械研磨得到粒径平均大小为50μm的储氢合金粉末；

步骤1)中由合金熔体温度降至合金锭或片低于500℃时的冷却时间不超过1分钟；

步骤2)中的热处理温度为950-1100℃，保温5-15小时。