一种钛铁钇基贮氢材料和中间合金及制备方法与流程

文档序号:12056838阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种制备钛铁钇基贮氢材料的中间合金,该贮氢材料用于镍氢动力电池,其特征在于:

该中间合金的化学式组成为:Ti0.8-xMgxY0.3Fe1-y-m-nNiyZnmMnn,式中x,y,m,n为原子比,0≤x≤0.2,0≤y≤0.4,0≤m≤0.4,0≤n≤0.4,0≤y+m+n≤0.5,且x+y+m+n≠0。

2.根据权利要求1所述的中间合金,其特征在于:

所述中间合金的成分组成为:Ti0.65Mg0.15Y0.3Fe0.5Ni0.3Zn0.1Mn0.1

3.根据权利要求1所述的中间合金,其特征在于:

所述中间合金为纳米晶-非晶结构。

4.一种钛铁钇基贮氢材料,该贮氢材料用于镍氢动力电池,其特征在于:

该贮氢材料由制备的钛铁钇基中间合金和纳米石墨粉组成,纳米石墨粉占比为1-10wt.%,其余为所述中间合金,所述中间合金的化学式组成为:Ti0.8-xMgxY0.3Fe1-y-m-nNiyZnmMnn,式中x,y,m,n为原子比,0≤x≤0.2,0≤y≤0.4,0≤m≤0.4,0≤n≤0.4,0≤y+m+n≤0.5,且x+y+m+n≠0;

该贮氢材料通过如下步骤制备:真空熔铸→热处理→与纳米石墨粉短时间球磨。

5.如权利要求4所述的钛铁钇基贮氢材料,其特征在于:

该贮氢材料表面嵌有高密度的纳米石墨颗粒。

6.根据权利要求4所述的钛铁钇基贮氢材料,其特征在于:

该贮氢材料的放电容量为266~350mAh/g。

7.一种如权利要求4所述的钛铁钇基贮氢材料制备方法,其特征在于:

该方法包括如下步骤:

a.按化学式组成:Ti0.8-xMgxY0.3Fe1-y-m-nNiyZnmMnn称量原材料,式中x,y,m,n为原子比,0≤x≤0.2,0≤y≤0.4,0≤m≤0.4,0≤n≤0.4,0≤y+m+n≤0.5,且x+y+m+n≠0;

b.将配好的原材料按顺序码放在坩埚中;

c.真空熔炼:高纯氦气保护气氛下,在熔炼温度为1670-1710℃进行感应熔炼,获得用于制备钛铁钇基贮氢材料的中间合金铸锭;

d.真空热处理:将所得中间合金铸锭进行消除缺陷和偏析热处理;

e.制粉球磨:将步骤d中所得中间合金研磨成粉并与1-10wt.%的纳米石墨粉混合均匀后进行短时间球磨,总球磨时间在1-5h。

8.根据权利要求7所述的镍氢动力电池用钛铁钇基贮氢材料制备方法,其特征在于:

步骤a中,金属原材料纯度≥99%,所述化学式组成中的金属镁在配比时增加10wt.%的烧损量。

9.根据权利要求7所述的镍氢动力电池用钛铁钇基贮氢材料制备方法,其特征在于:

步骤b中,将配好的原料置于坩埚中,各原料在坩埚中的布置方式为:铁棒垂直于坩埚底部沿坩埚壁环形摆放;裁剪为小块的镍板平铺于坩埚底部,其上依次平铺海绵钛、锌块及锰块,以上原材料应填满坩埚;选用大块镁置于最上层,所处位置应高于坩埚上沿。

10.根据权利要求7所述的镍氢动力电池用钛铁钇基贮氢材料制备方法,其特征在于:

步骤c中,抽真空至1×10-3Pa以上,然后充入0.06MPa高纯氦气作为保护气,进行感应熔炼。

11.根据权利要求7所述的镍氢动力电池用钛铁钇基贮氢材料制备方法,其特征在于:

步骤d中,将中间合金铸锭分层码放在热处理炉中,抽真空至1×10-3Pa,并在1050℃下热处理10h,随炉冷却。

12.根据权利要求7所述的镍氢动力电池用钛铁钇基贮氢材料制备方法,其特征在于:

步骤e中,球磨工艺的球料比为20:1,设定转速为350r/min,采用球磨0.5h,休息10min的模式进行球磨。

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