[发明专利]一种钇镍合金及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种钇镍合金及其制备方法和应用，属于合金材料技术领域。本发明提供的方法包括以下步骤：提供熔盐电解质，所述熔盐电解质包括YF₃和LiF；提供电解原料，所述电解原料包括Y₂O₃和NiO；将所述熔盐电解质置于电解槽中，加热至所述熔盐电解质完全熔化，得到电解质熔体；向所述电解质熔体中加入电解原料，将承接坩埚置于电解槽中，以石墨板为阳极，以惰性金属电极为阴极，进行电解，在所述阴极表面形成液态合金，收集于所述承接坩埚中；将收集到的液态合金进行浇铸，得到钇镍合金。本发明以YF₃‑LiF熔盐电解质体系电解Y₂O₃及NiO制备钇镍合金，不消耗阴极，操作简单，产品成分组织均匀，适合大规模生产。

技术领域

本发明涉及合金材料技术领域，尤其涉及一种钇镍合金及其制备方法和应用。

背景技术

稀土储氢合金的主要成分是镧和镍，生产中采用混熔法制备，具体是将金属镧和金属镍在真空条件下加热到一定温度熔化，混匀后冷却即得。稀土储氢合金中添加钇(Y)元素，可有效提高稀土储氢电池的循环寿命，提高单位重量储能量。现有技术中采用混炼法制备稀土储氢合金时，钇元素通常是以金属钇的形式按化学计量比添加。但金属钇的熔点较高，为1522℃，为了使金属钇熔化，需要较高的熔炼温度，这种情况下其它原料如金属镧(熔点是920℃)以及金属镍(熔点是1455℃)的挥发较为严重，从而导致稀土储氢合金成分不易控制，稀土储氢合金收率降低，通常低于98％。

随着稀土应用领域的不断开拓，稀土金属呈合金形态的应用也日益增多。使用稀土合金较单独使用稀土金属相比，具有氧化烧损少、节约能源、生产成本低的优势。稀土合金的制备方法主要有对掺法和熔盐电解法。早期通常采用稀土金属与合金元素配制混熔的对掺法，该方法虽然比较成熟，方便易行，但该方法采用的原料为稀土金属，尤其对中重稀土金属而言，制备工艺复杂，成本较高。采用熔盐电解法直接制取稀土合金，由于简化了合金制造的工艺过程，节省了能耗，在经济上与对掺法相比，有着明显的优势。

专利申请CN103060853公开了一种熔盐电解制备钬铁合金的方法，具体是以石墨片为阳极，纯铁棒为阴极，铁坩埚为金属接收器，以氧化钬为电解原料，在氟化物体系中制备钬铁合金。专利申请CN1827860公开了一种熔盐电解生产镝铁合金工艺及设备，具体是在高温条件下，将氧化镝溶解于氟化物中，溶解的氧化镝随即发生电离，在直流电场的作用下，镝离子在铁阴极表面析出，镝与铁合金化形成镝铁合金。

但是以上制备稀土合金的方法均为自耗阴极法，此法制备的稀土合金中稀土含量波动大，影响产品的一致性；且生产过程中阴极消耗快，需要频繁更换，员工劳动强度大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钇镍合金及其制备方法和应用，采用本发明提供的方法不消耗阴极，操作简单，且产品成分组织均匀，适合大规模生产；以本发明提供的钇镍合金作为原料制备稀土储氢合金，所得稀土储氢合金的产率高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种钇镍合金的制备方法，包括以下步骤：

提供熔盐电解质，所述熔盐电解质包括YF₃和LiF；

提供电解原料，所述电解原料包括Y₂O₃和NiO；

将所述熔盐电解质置于电解槽中，加热至所述熔盐电解质完全熔化，得到电解质熔体；

向所述电解质熔体中加入电解原料，将承接坩埚置于电解槽中，以石墨板为阳极，以惰性金属电极为阴极，进行电解，在所述阴极表面形成液态合金，收集于所述承接坩埚中；

将所述收集到的液态合金进行浇铸，得到钇镍合金。