[发明专利]一种钛基锆基合金使用活化方法改善固态储金性能的方法

说明书

本发明涉及储氢合金材料领域，具体是一种钛基锆基合金使用活化方法改善固态储金性能的方法，包括以下步骤：（1）首先将合金颗粒放入活化瓶中；（2）然后对步骤（1）中的活化瓶抽真空，加热升温后，通入氢气进行活化；（3）氢气进入合金内部，合金会膨胀使颗粒爆裂成粉末而形成新的表面，活化完成，本发明钛基锆基合金使用活化方法改善固态储金性能的方法，可实现即使在室温条件下进行活化预处理，只需要延长真空处理的时间、增加活化的压力，即可达到与高温预处理相同的效果，且在指定合金颗粒尺寸下，真空时间越长，活化时氢气的输入压力越大，合金性能越好，活化孕育期越短。

技术领域

本发明涉及储氢合金材料领域，具体是一种钛基锆基合金使用活化方法改善固态储金性能的方法。

背景技术

储氢是氢能利用的关键环节之一，固态储氢是一种安全的储氢方式。其中，金属氢化物储氢具有储氢压力低(＜5MPa)、储氢密度高(＞50kg/m3)和氢气纯度高(＞99.999％)的优势，是一种安全高效的储氢方式。金属氢化物储氢材料按组成元素的主要种类可分为稀土系、钛系、锆系和镁系等，目前只有稀土系得到小规模商业应用。锆系和钛系吸氢量大、放氢温度低，也具备商业化应用前景，尤其是钛系储氢材料的原材料丰富、价格低，钛系储氢材料中的TiFe系合金、TiMn2系合金分别是AB型和AB2型储氢合金的典型代表，室温可逆吸放氢1.8-2.1wt％，室温下氢化物的分解压只有几个大气压，钛系储氢合金的成本仅为稀土系的三分之一，优势明显。

储氢合金在吸放氢前都必须进行活化，是因为合金表面中通常覆盖一层致密的氧化层，导致氢原子无法进入合金内部造成阻碍。因此在使用储氢合金吸放氢前，必须先在高温高压下进行活化，才能使氢气穿透表面之氧化层。然而当氢气进入合金内部时，合金会膨胀使颗粒爆裂而形成新的表面。所谓的活化就是指储氢合金在高温高压下第一次与氢原子反应。

现有的固态储氢合金，在吸放氢前，需要进行高温预处理，以改善固态储金性能，但成本较高，操作不便，依然导致固态储氢合金的吸放氢性能欠佳，以及使用效率不高等问题，因此，针对以上现状，迫切需要开发一种钛基锆基合金使用活化方法改善固态储金性能的方法，以克服当前实际应用中的不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钛基锆基合金使用活化方法改善固态储金性能的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种钛基锆基合金使用活化方法改善固态储金性能的方法，包括以下步骤：

（1）首先将合金颗粒放入活化瓶中；

（2）然后对步骤（1）中的活化瓶进行抽真空，加热升温后，通入固定压力氢气进行活化；

（3）氢气进入合金内部，合金会膨胀使颗粒爆裂成粉末而形成新的表面，活化完成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过先将合金颗粒粒径1-10mm放入活化瓶中，将瓶抽真空时间30-100min，在将瓶子升温到25-50℃后，通入30-50bar氢气固定压力，活化在一定时间，当合金吸氢量不在增加时，表示活化完成，从而实现即使在室温条件下进行活化预处理，只需要延长真空处理的时间、增加活化的压力，即可达到与高温预处理相同的效果，且在指定合金颗粒尺寸下，真空时间越长，活化时氢气的输入压力越大，合金性能越好，活化孕育期越短，值得推广。

附图说明

图1为本发明实施例中抽真空时间与合金性能的关系曲线示意图。

图2为本发明实施例中输入氢气压力与合金性能的关系曲线示意图。

图3为本发明实施例中合金颗粒尺寸与合金性能的关系曲线示意图。

图4为本发明实施例中室温条件下合金种类与合金性能的关系曲线示意图。

具体实施方式