[发明专利]一种镁空气电池用多元合金阳极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种镁空气电池用多元合金阳极材料，其特征在于：其化学成分的质量百分比为：

铝 3%-6%；

镓 1%-3%；

铟 0.5%-1.5%；

锡 0.5%-1.5%；

锰 0.2%-0.4%；

锶、钙或钛中的一种或几种，其中：

锶 0.2%-0.6%

钙 0.1%-0.5%

钛 0.005%-0.015%；

镁合金精炼剂 1%-3%；

杂质元素：铁0.005%、铜0.015%、镍0.002%，所有杂质元素总量＜0.025%；

余量为镁。

2.根据权利要求1所述的镁空气电池用多元合金阳极材料，其特征在于：所述镁合金精炼剂的主要成分为氯化镁和氯化钾。

3.根据权利要求1所述的镁空气电池用多元合金阳极材料，其特征在于：钛的质量百分比为0.008%-0.012%。

4.权利要求1所述的镁空气电池用多元合金阳极材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、将原料镁锭、铝锭、Al-10Mn中间合金、Mg-27Sr中间合金、Mg-30Ca中间合金、Al-10Ti中间合金、锡金属、镓金属和铟金属，使用前经过清理和去氧化皮；

S2、将钢制坩埚及熔炼工具清理干净，预热至200～300 ℃喷涂料；锭模在使用前清理并预热至120～150 ℃，冷却至70～80 ℃，在与金属液接触的表面喷一层厚度为0.1mm的涂料，再预热至120～200 ℃待用；

S3、坩埚预热至暗红色后，装满已经预热的镁锭和铝锭，盖上防护罩，通入1%SF₆ 和 99%CO₂的混合防护气体，升温熔化，待上述炉料全部熔化后再加入Al-10Mn中间合金、Mg-27Sr中间合金/Mg-30Ca中间合金；

S4、熔体继续升温至770～790 ℃时，搅拌1～2分钟使成分均匀，然后清除表面熔渣，加入Al-10Ti中间合金，待全部熔化后，再次将熔体搅拌均匀；

S5、将温度降至730～750 ℃进行精炼并加入锡金属、镓金属和铟金属，纯金属和一部分量的精炼剂用铝箔包好，通过钟罩压入坩埚内熔体中下部，并作轻微搅动，同时于熔体表面撒入另一部分量的精炼剂，保温静置15～20分钟，期间约每隔8～10分钟撇除一次表面熔渣，之后搅拌熔体0.5~1分钟；

S6、待熔体降温至710℃，在通有循环冷却水的铜模中浇铸成锭；

S7、合金铸锭加热至380~420℃，经5~8小时固溶处理后，线切割加工成镁阳极板。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤S1中，熔炼原料须在烘箱内于150～200℃预热，时间为0.5～1小时。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤S3中，熔炼原料的装料顺序依次为镁锭、铝锭、Al-10Mn中间合金、Mg-27Sr中间合金/Mg-30Ca中间合金。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤S5中，精炼剂通过钟罩压入熔体的量为熔体重量的0.5%～1%，铺在合金熔体表面的精炼剂的量为熔体重量的1 %-1.5%。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤S6中浇注时，从直浇口往铸型内通入防护性气体0.5～1分钟，并用石棉板盖上冒口，同时在浇杯下放置一块过滤网挡住氧化夹渣，并注意浇注时往液流处连续输送1%SF₆ 和99%CO₂的混合气体进行保护。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤S7固溶处理时，将合金铸锭埋入干砂中置于温度在180~220℃的箱式炉中加热，升温到380~420℃，保温5~8小时后，出炉空冷。