CN100415910C - 用放电等离子烧结技术制备储氢合金的方法 - Google Patents

用放电等离子烧结技术制备储氢合金的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN100415910C
CN100415910C CNB2006101130722A CN200610113072A CN100415910C CN 100415910 C CN100415910 C CN 100415910C CN B2006101130722 A CNB2006101130722 A CN B2006101130722A CN 200610113072 A CN200610113072 A CN 200610113072A CN 100415910 C CN100415910 C CN 100415910C
Authority
CN
China
Prior art keywords
storage alloy
discharge plasma
plasma sintering
alloy
powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2006101130722A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1920076A (zh
Inventor
曲选辉
李平
安富强
郑雪萍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Science and Technology Beijing USTB
Original Assignee
University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Science and Technology Beijing USTB filed Critical University of Science and Technology Beijing USTB
Priority to CNB2006101130722A priority Critical patent/CN100415910C/zh
Publication of CN1920076A publication Critical patent/CN1920076A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100415910C publication Critical patent/CN100415910C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

用放电等离子烧结技术制备储氢合金的方法，属于金属功能材料和二次电池领域。工艺为：将纯度≥99.9%，粒度≥200目的LaNi3粉，Mg粉和Ni粉按合适的化学剂量比配置、混匀；然后装入SPS专用模具中进行压型；将上述装有原始粉末的模具在真空中进行放电等离子烧结，烧结工艺是：加热速度为50-150℃/min，烧结温度为300℃-1000℃，加压5-30MPa，保温时间3-15min，然后炉冷，冷却至室温。采用该方法制得的储氢合金的循环稳定性好(寿命长)，活化性能良好；可实现数控操作，重复性良好。

Description

用放电等离子烧结技术制备储氢合金的方法
技术领域
本发明属于金属功能材料和二次电池领域，特别是提供了一种用放电等离子烧结技术制备储氢合金的方法。
背景技术
随着人口的增长和人类物质、文化水平的普遍提高，人们对能源的需求也在急速地增加，然而化石原料的储量是有限的，且是不可再生的，更重要的是对环境的污染日益严重，因此传统的能源战略受到严峻的考验，为此各国政府大力开发清洁的新型能源，以缓解日益严峻的能源危机，保护生存条件。
氢能因是环保型能源而备受人们的青睐，但氢的储存是氢经济发展的瓶颈，在目前研究的各种储存手段中，金属氢化物被视为最有前景的存储手段之一。
目前研究的金属氢化物有AB5、AB2、A2B型等。AB5型(以LaNi5为代表)储氢合金的容量达到300-320mAh/g，但难以得到进一步提高，从长远的角度来看并不能满足未来工业化的需求；AB2(以ZrV2为代表)型的储氢合金的活化性能比较差，与工业化要求相差甚远；而A2B型(以Mg2Ni为代表)储氢合金具有高的吸氢能力，但放氢能力较差(一般在200-300℃才能进行)。因此开发研究新型储氢合金已是一种趋势。近年来研究发现的AB3型(La-Mg-Ni型)合金就具有良好的循环稳定性，高的容量及成本低廉等优点。
现在国内外制备AB3型(La-Mg-Ni型)的方法主要是：快淬法、熔炼法(冷坩埚磁悬浮熔炼、真空感应熔炼)、普通烧结法以及机械合金化法。Tony Spassov等(J.Alloys and Compounds 334(2002)，219-223)用快淬法生产了Mg-Ni-RE(RE＝Y or Mm)合金。但该方法并没有解决Mg基合金所存在的循环稳定性差的主要问题；中国00123177.4号发明专利申请用感应熔炼法制备Mm1-x-y-zLaxPryNdzNiaCobMnAldMe合金，其中Mm为混合稀土金属；中国200510033055.3号发明专利申请了用普通烧结法制备REMg3型贮氢合金；中国94113952.2号专利申请了用机械合金化法制备镁基贮氢合金电极。熔炼法制备储氢合金时操作困难，可重复性不好；普通烧结法和机械合金化法制备储氢合金是耗费时间长，而且难以大批量生产。
基于改善上述不足，我们采用了放电等离子烧结法(Spark Plasma Sintering，简称SPS)。
SPS技术是一种利用直流脉冲电流通电烧结的加压烧结方法(装置示意图如附录中所示)。其基本原理是通过对电极通入直流脉冲电流瞬时产生的放电等离子使烧结体内部各个颗粒均匀的自身产生焦耳热并使颗粒表面活化，在加压的同时实现烧结。此技术具有以下特点：(1)烧结温度低，一般比普通烧结温度低100-200℃；(2)烧结保温时间短，只需3-10min，仅为普通烧结的1/100；(3)可获得细小、均匀的组织；(4)能获得高致密度材料；(5)可以制造瓦形、薄壁环等异形及大尺寸工件。该方法操作简单，可实现数控操作，而且升温速度快，耗费时间短。
实验结果表明，用SPS法制备储氢合金与熔炼法相比，具有的优点是：
1、实验的可重复性强、易操作，耗时短；
2、在电化学测试过程中容量衰减程度上，SPS法制备的合金要比熔炼的衰减程度小；
3、在PCT曲线上：SPS法制备的合金的放氢平台要比熔炼的宽。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种用放电等离子烧结技术制备储氢合金的方法，将放电等离子烧结技术应用于储氢合金的制备，通过系统深入的研究制备工艺参数与合金性能之间的关系，获得最佳的工艺参数，得到性能良好的稀土系储氢合金。制备方法包括以下步骤：
将LaNi3、Ni、Mg、Co粉按储氢合金LaxMg1-xNiyCoz(0.6≤x≤0.7，2.5≤y≤2.8，0.4≤z≤0.6)中各元素的配比配料、混匀，然后装入石墨模具中进行压型；再在真空中进行放电等离子烧结，烧结工艺制度为：加热速度为50-150℃/min，烧结温度为300℃-1000℃，加压5-30MPa，保温时间3-15min，然后随炉冷却至室温。
本发明的优点在于：制得的储氢合金的循环稳定性好(寿命长)，活化性能良好；可实现数控操作，重复性良好。
附图说明
图1为本发明所用的放电等离子烧结技术专用设备：其中，上电极1、下电极2、上压头3、下压头4、模具5、样品6、热电偶7、电源8。
具体实施方式
例：制备La0.7Mg0.3Ni2.5Co0.5合金
将LaNi3、Ni、Mg、Co粉按La0.7Mg0.3Ni2.5Co0.5合金所需的化学剂量称取、混匀，然后将粉末装入SPS模具进行压型，再在真空中进行放电等离子烧结，烧结工艺制度为：加热速度为100℃/min，烧结温度为540℃、600℃、700℃、750℃、800℃、850℃，加压20MPa，保温时间10min，然后炉冷，冷却至室温。其实验结果如下：
表1
Figure C20061011307200051

Claims (1)

1. 一种用放电等离子烧结技术制备储氢合金的方法，其特征在于：制备步骤为：
将LaNi3、Ni、Mg、Co粉按储氢合金LaxMg1-xNiyCoz中各元素的配比配料，混匀，然后装入石墨模具中进行压型；再在真空中进行放电等离子烧结，烧结工艺制度为：加热速度为50-150℃/min，烧结温度为540℃-1000℃，加压5-30MPa，保温时间3-15min，然后随炉冷却至室温；其中0.6≤x≤0.7，2.5≤y≤2.8，0.4≤z≤0.6。
CNB2006101130722A 2006-09-08 2006-09-08 用放电等离子烧结技术制备储氢合金的方法 Expired - Fee Related CN100415910C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2006101130722A CN100415910C (zh) 2006-09-08 2006-09-08 用放电等离子烧结技术制备储氢合金的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2006101130722A CN100415910C (zh) 2006-09-08 2006-09-08 用放电等离子烧结技术制备储氢合金的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1920076A CN1920076A (zh) 2007-02-28
CN100415910C true CN100415910C (zh) 2008-09-03

Family

ID=37777923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2006101130722A Expired - Fee Related CN100415910C (zh) 2006-09-08 2006-09-08 用放电等离子烧结技术制备储氢合金的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100415910C (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101307405B (zh) * 2008-07-04 2010-04-14 北京科技大学 一种镁钒复合储氢合金
JP5706193B2 (ja) * 2011-03-02 2015-04-22 株式会社タカコ 摺動部材の製造方法
CN102586651A (zh) * 2012-03-05 2012-07-18 华中科技大学 一种储氢合金材料的制备方法
CN103192203B (zh) * 2013-01-10 2015-06-17 昆明贵千新型材料技术研究有限公司 一种制备银钎料的工艺方法
CN110280770A (zh) * 2019-08-12 2019-09-27 哈尔滨工业大学 一种放电等离子烧结回收轻合金加工屑的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1416987A (zh) * 2002-12-19 2003-05-14 北京工业大学 复合稀土钼次级发射材料的放电等离子快速烧结(sps)的制备方法
CN1651587A (zh) * 2005-02-02 2005-08-10 华南理工大学 一种REMg3型贮氢合金及其制备方法
CN1245528C (zh) * 2001-04-03 2006-03-15 株式会社三德 储氢合金、其制造方法以及镍氢可再充电电池用负极
CN1272460C (zh) * 2003-10-10 2006-08-30 桂林电子工业学院 RE－Mg－Ni三元或三元以上体系储氢合金及其非晶合金的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1245528C (zh) * 2001-04-03 2006-03-15 株式会社三德 储氢合金、其制造方法以及镍氢可再充电电池用负极
CN1416987A (zh) * 2002-12-19 2003-05-14 北京工业大学 复合稀土钼次级发射材料的放电等离子快速烧结(sps)的制备方法
CN1272460C (zh) * 2003-10-10 2006-08-30 桂林电子工业学院 RE－Mg－Ni三元或三元以上体系储氢合金及其非晶合金的制备方法
CN1651587A (zh) * 2005-02-02 2005-08-10 华南理工大学 一种REMg3型贮氢合金及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1920076A (zh) 2007-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103639408B (zh) 一种以氢化钛铝合金粉末短流程制备钛铝金属间化合物的方法
CN100417736C (zh) 一种制备氧化铝弥散强化铜基复合材料的方法
CN100567530C (zh) 一种高性能粉末冶金Mo-Ti-Zr钼合金的制备方法
CN102139371B (zh) 一种钨合金靶材及其制备方法
CN100457954C (zh) 一种高容量Mg2Ni型贮氢合金非晶带材及其制备方法
CN100415910C (zh) 用放电等离子烧结技术制备储氢合金的方法
CN101979690B (zh) 一种TiAl基合金板材的制备方法
CN105695774A (zh) Mg3Sb2基热电材料的制备方法
CN103317128A (zh) 一种Mg-Ni-La基复合储氢合金粉及其制备方法
CN102633505A (zh) 一种高纯度max相陶瓷粉体的制备方法
CN103165873B (zh) 一种动力电池贮氢电极合金及其制备方法
CN102121078A (zh) 一种细晶钛合金的复合制备方法
CN103710570B (zh) 一种Cu-Ni-Al-Ce多孔合金及其制备方法
CN102277508A (zh) 镁基储氢合金的制备方法
CN101503767A (zh) 一种TiAl金属间化合物多孔隔热材料的制备方法
CN110079722A (zh) 一种含B的难熔高熵合金TiZrNbMoTa及其粉末冶金制备方法
CN101624662B (zh) 一种微波熔渗制备W-Cu合金的方法
CN102489700B (zh) Cu-Ni-Al合金粉末及其制备方法
CN205099767U (zh) 一种具有大规模连续生产稀有难熔金属的电解槽装置
CN104357727B (zh) 一种Mn-Fe-P-Si磁制冷材料及其制备方法
CN101787457B (zh) 一种制备高导热性铝-金刚石双相连续复合材料的方法
CN106086493B (zh) 一种快速低温烧结制备CuCr合金材料的方法
CN100351413C (zh) 一种高容量稀土镁基贮氢合金制备方法
CN103045924B (zh) 一种电子束熔炼制备钨电极材料的方法
CN1443861A (zh) 一种纳米晶多相混合稀土－镁系贮氢合金及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080903

Termination date: 20100908