CN103334044A - 贮氢型钛铁合金材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种贮氢型钛铁合金材料,所述贮氢型钛铁合金材料包括按质量百分比组成的下列主要成分:Ti:36.0%-38.0%,Fe:48.0%-50.0%,Mg:3.0%-5.0%,以及次要成分8.0%-9.5%,所述次要成分包括金属元素和稀土元素,其中,所述金属元素包括按质量百分比组成的下列成分:Mn:2.8%-3.0%,Co:2.5%-2.7%,Si:0.8%-1.0%,Ce:0.6%-0.8%,Sn:0.3%-0.4%,Nd:0.2%-0.3%,Pr:0.2%-0.3%,Cu:0.05%-0.15%,Al:0.01%-0.02%,所述稀土元素包括按质量百分比组成的下列成分:Tb:0.3%-0.4%,La:0.2%-0.3%,Y:0.1%-0.2%,Sc:0.05%-0.1%。通过上述方式,本发明能够提高材料的贮氢能力,以及材料的热稳定性,从而延长材料的循环使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料领域,特别是涉及一种贮氢型钛铁合金材料。
背景技术
贮氢材料是在一定温度和氢气压强下能迅速吸氢,适当加温或减小氢气压强时又能放氢的材料。多为易与氢起作用的某些过渡族金属、合金或金属间化合物。由于这些金属材料具有特殊的晶体结构,使得氢原子容易进入其晶格的间隙中并与其形成金属氢化物。其贮氢量可达金属本身体积的1000~1300倍。氢与这些金属的结合力很弱,一旦加热和改变氢气压强,氢即从金属中释放出来。氢在金属中的这种吸收和释放,取决于金属和氢的相平衡关系,并受温度、压强和组分的制约。通常,贮氢材料的贮氢密度很大,甚至高于液态氢密度。
目前使用的钛铁系贮氢材料的贮氢量一般在2%左右,贮氢能力较低,而镁钛系贮氢材料的贮氢量可达5%以上,然而镁钛系贮氢材料易腐蚀,循环使用寿命差。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是:针对现有技术的不足,提供一种贮氢型钛铁合金材料,能够提高材料的贮氢能力,以及材料的热稳定性,从而延长材料的循环使用寿命。
为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种贮氢型钛铁合金材料,所述贮氢型钛铁合金材料包括按质量百分比组成的下列主要成分:Ti:36.0%-38.0%,Fe:48.0%-50.0%,Mg:3.0%-5.0%,以及次要成分8.0%-9.5%,所述次要成分包括金属元素和稀土元素,其中,所述金属元素包括按质量百分比组成的下列成分: Mn:2.8%-3.0%,Co:2.5%-2.7%,Si:0.8%-1.0%,Ce:0.6%-0.8%,Sn:0.3%-0.4%,Nd:0.2%-0.3%,Pr:0.2%-0.3%,Cu:0.05%-0.15%,Al:0.01%-0.02%,所述稀土元素包括按质量百分比组成的下列成分:Tb:0.3%-0.4%,La:0.2%-0.3%,Y:0.1%-0.2%,Sc:0.05%-0.1%。
在本发明一个较佳实施例中,所述金属元素的含量为7.5%-8.5%。
在本发明一个较佳实施例中,所述贮氢型钛铁合金材料中的Mg含量为4.5%。
本发明的有益效果是:通过对合金元素的合理优化匹配,以钛铁系合金为依托,适当添加Mg、以及其他金属元素和稀土元素,能够提高材料的贮氢能力,以及材料的热稳定性,从而延长材料的循环使用寿命。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明实施例包括:
一种贮氢型钛铁合金材料,所述贮氢型钛铁合金材料包括按质量百分比组成的下列主要成分:Ti:36.0%-38.0%,Fe:48.0%-50.0%,Mg:3.0%-5.0%,以及次要成分8.0%-9.5%,所述次要成分包括金属元素和稀土元素,其中,所述金属元素包括按质量百分比组成的下列成分: Mn:2.8%-3.0%,Co:2.5%-2.7%,Si:0.8%-1.0%,Ce:0.6%-0.8%,Sn:0.3%-0.4%,Nd:0.2%-0.3%,Pr:0.2%-0.3%,Cu:0.05%-0.15%,Al:0.01%-0.02%,所述稀土元素包括按质量百分比组成的下列成分:Tb:0.3%-0.4%,La:0.2%-0.3%,Y:0.1%-0.2%,Sc:0.05%-0.1%。
其中,所述金属元素的含量为7.5%-8.5%,通过改变贮氢材料的晶格结构来细化晶粒,使材料的吸放氢能力增强。
所述贮氢型钛铁合金材料中的Mg含量为4.5%,可提高材料的力学稳定性,同时增大材料的贮氢量。
实施例一:
一种贮氢型钛铁合金材料,所述贮氢型钛铁合金材料包括按质量百分比组成的下列主要成分:Ti:36.5%,Fe:50.0%,Mg:4.5%,以及次要成分9.0%,所述次要成分包括金属元素和稀土元素,其中,所述金属元素包括按质量百分比组成的下列成分:Mn:3.0%,Co:2.7%,Si:0.8%,Ce:0.7%,Sn:0.4%,Nd:0.2%,Pr:0.2%,Cu:0.1%,Al:0.02%,所述稀土元素包括按质量百分比组成的下列成分:Tb:0.4%,La:0.3%,Y:0.1%,Sc:0.08%。
实施例二:
一种贮氢型钛铁合金材料,所述贮氢型钛铁合金材料包括按质量百分比组成的下列主要成分:Ti:38.0%,Fe:49.0%,Mg:4.5%,以及次要成分8.5%,所述次要成分包括金属元素和稀土元素,其中,所述金属元素包括按质量百分比组成的下列成分:Mn:2.8%,Co:2.6%,Si:0.9%,Ce:0.6%,Sn:0.3%,Nd:0.24%,Pr:0.2%,Cu:0.1%,Al:0.01%,所述稀土元素包括按质量百分比组成的下列成分:Tb:0.3%,La:0.2%,Y:0.2%,Sc:0.05%。
本发明揭示了一种贮氢型钛铁合金材料,通过对合金元素的合理优化匹配,以钛铁系合金为依托,适当添加Mg、以及其他金属元素和稀土元素,能够提高材料的贮氢能力,以及材料的热稳定性,从而延长材料的循环使用寿命。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (3)
1.一种贮氢型钛铁合金材料,其特征在于,所述贮氢型钛铁合金材料包括按质量百分比组成的下列主要成分:Ti:36.0%-38.0%,Fe:48.0%-50.0%,Mg:3.0%-5.0%,以及次要成分8.0%-9.5%,所述次要成分包括金属元素和稀土元素,其中,所述金属元素包括按质量百分比组成的下列成分: Mn:2.8%-3.0%,Co:2.5%-2.7%,Si:0.8%-1.0%,Ce:0.6%-0.8%,Sn:0.3%-0.4%,Nd:0.2%-0.3%,Pr:0.2%-0.3%,Cu:0.05%-0.15%,Al:0.01%-0.02%,所述稀土元素包括按质量百分比组成的下列成分:Tb:0.3%-0.4%,La:0.2%-0.3%,Y:0.1%-0.2%,Sc:0.05%-0.1%。
2.根据权利要求1所述的贮氢型钛铁合金材料,其特征在于,所述金属元素的含量为7.5%-8.5%。
3.根据权利要求1所述的贮氢型钛铁合金材料,其特征在于,所述贮氢型钛铁合金材料中的Mg含量为4.5%。
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CN106702191A (zh) * | 2016-12-08 | 2017-05-24 | 钢铁研究总院 | 一种钛铁钇基贮氢材料和中间合金及制备方法 |
CN107523735A (zh) * | 2017-07-07 | 2017-12-29 | 上海大学 | 添加Co和Y的TiFe储氢合金及其制备方法 |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20131002 |