CN105627604A - 一种高温太阳能真空集热管用复合型吸氢材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高温太阳能真空集热管用复合型吸氢材料，复合型吸氢材料通式为AB。A组元为钡铝镍(BaAlNi)或钡铝钛(BaAlTi)合金粉，B组元为ZrAl、ZrVFe、ZrCo类等长效吸氢材料中的一种或几种合金粉。A与B两种组元粉末按照通式A(100-x)Bx机械研磨混合而成，x＝10～50％质量百分数。复合型吸氢材料在激活过程中，A组元蒸散型吸氢材料和B组元非蒸散型吸氢材料同时激活，B组元均匀分散在A组元所形成的膜中，形成蒸散与非蒸散吸氢材料复合吸氢涂层，增大了非蒸散型吸氢材料的比表面积，提高太阳能真空管真空保持寿命。

Description

一种高温太阳能真空集热管用复合型吸氢材料
技术领域
本发明涉及一种高温太阳能真空集热管用复合型吸氢材料及其制备方法，复合型吸氢材料通式为AB。A组元为钡铝镍(BaAlNi)或钡铝钛(BaAlTi)合金粉，B组元为ZrAl、ZrVFe、ZrCo类等长效吸氢材料中的一种或几种合金粉。该复合吸氢材料按照A(100-x)Bx(x＝10～50％质量百分数)机械研磨混合而成。复合型吸氢材料在激活过程中，A组元蒸散型吸氢材料和B组元非蒸散型吸氢材料同时激活，B组元均匀分散在A组元所形成的膜中，形成蒸散与非蒸散吸氢材料复合吸氢涂层，增大了非蒸散型吸氢材料的比表面积，提高太阳能真空管真空保持寿命。
背景技术
随着科学技术的飞速发展，人们对能源的需求日益增加。太阳能槽式热发电成了人们关注的热点。高温太阳能真空集热管是槽式太阳能电站的核心组件，保持管内的真空度是生产这种集热管的关键技术之一。目前该种集热管中均采用蒸散型和非蒸散型两种吸氢材料，但是分离使用的。同时非蒸散型吸氢材料一般是以片状为主，这就降低了吸氢材料的有效面积，从而影响了吸气性能和利用率，进而影响了太阳能真空集热管的使用寿命。
发明内容
本发明涉及一种高温太阳能真空集热管用复合型吸氢材料及其制备方法，该复合吸氢材料按照A(100-x)Bx(x＝10～50％质量百分数)机械研磨混合而成。A为钡铝镍(BaAlNi)或钡铝钛(BaAlTi)合金粉，B为Zr类、Ti类、稀土类等长效吸氢材料中的一种或几种合金粉。该种复合型吸氢材料在激活过程中，蒸散型吸氢材料和非蒸散型吸氢材料能够同时被激活，且非蒸散型吸氢材料能够均匀分散在蒸散型吸氢材料所形成的膜中，形成蒸散与非蒸散吸氢材料复合涂层，增大了非蒸散型吸氢材料的比表面积，从而提高了真空管的真空保持寿命。
该种复合吸氢材料A组元平均粒径≤50μm，B组元平均粒径≤100nm。两种组元在混合前均通过球磨方式预先加工。将达到粒径要求的两组元再通过球磨方式混合，压制成条状、环状和片状。最后通过高频或激光方式激活，在真空腔体内形成复合吸氢涂层。
一种高温太阳能真空集热管用复合型吸氢材料，由A与B两种组元粉末按照通式A(100-x)Bx机械研磨混合而成，其中，x＝10～50％质量百分数，其形状为片状、条状或带状。一般来讲，片状吸氢材料外径3mm-10mm、厚度2mm-5mm，带状吸氢材料宽度3mm-10mm、厚度2mm-5mm，环状吸氢材料外径3mm-10mm、内径1mm、厚度2mm-5mm。
在高温太阳能真空集热管用复合型吸氢材料中，A组元为钡铝镍(BaAlNi)和钡铝钛(BaAlTi)合金中的一种或两种粉末，粉末粒径≤50μm。
在高温太阳能真空集热管用复合型吸氢材料中，B组元ZrAl、ZrVFe、ZrCo、Zr2Fe和LaNi5吸氢材料中的一种或多种合金粉末，粉末粒径≤100nm。
在高温太阳能真空集热管用复合型吸氢材料中，所述的A组元制备过程为内充1Mpa纯度不低于99.99％的Ar或纯度不低于99.99％的氢气，在行星式球磨机上进行球磨，球料质量比：5∶1～10∶1，行星式球磨机的转速：100r/min～400r/min，球磨时间0.5小时～2小时。
在高温太阳能真空集热管用复合型吸氢材料中，所述B组元制备过程为在1Mpa不低于99.99％的Ar或不低于99.99％的氢气条件下在行星式球磨机上进行球磨，球料质量比：10∶1～30∶1，行星式球磨机的转速：400r/min～800r/min，球磨时间10小时～30小时。
在高温太阳能真空集热管用复合型吸氢材料中，将A与B两种组元按照比例要求，在纯度不低于99.99％的氩气气氛保护下采用机械研磨30-60min，球料质量比30∶1～50∶1，行星式球磨机转速900r/min～1000r/min，球磨时间15小时～25小时。
在高温太阳能真空集热管用复合型吸氢材料中，该复合吸氢材料在激活后在真空腔内形成蒸散与非蒸散吸氢材料复合涂层。
本发明的优点
将蒸散型和非蒸散型两种吸氢材料细小颗粒混合使用，在激活蒸散型吸氢材料的同时，将非蒸散型吸氢材料同时激活，并且将非蒸散型吸氢材料均匀分散在蒸散型吸氢材料膜层中，形成蒸散与非蒸散复合涂层，从而增加了有效面积，提高了吸氢效率，增加了集热管寿命。
具体实施方式
实施例1
将钡铝镍在研钵中研碎后放入球磨罐中，内充1Mpa高纯Ar或高纯氢气在行星式球磨机上进行球磨，球料质量比：10∶1，转速：100r/min，球磨时间0.5小时，获得平均粒径为40μm的合金颗粒，将Zr基非蒸散型吸氢材料机械破碎至200目一下，放入球磨罐中，内充1Mpa高纯Ar或高纯氢气在行星式球磨机上进行球磨，球料质量比：10∶1，转速：400r/min，球磨时间30小时，最终获得平均粒径80nm的合金粉末；将上述两组元按照重量比1∶1混合，混合方式为：行星式球磨方法，在球料重量比5∶1，球磨时间0.5小时，采用无水乙醇作为球磨介质，最终获得平均粒径为30μm的混合均匀的合金粉末，上述操作均在手套箱中进行，Ar纯度大于99.99％；将上述混合物压成直径为6mm，厚度3mm片状吸氢材料，采用高频感应装置激活，复合型吸氢材料均匀分布在真空腔内壁。
实施例2
将钡铝钛在研钵中研碎后放入球磨罐中，内充1Mpa高纯Ar或高纯氢气在行星式球磨机上进行球磨，球料质量比：5∶1，转速：200r/min，球磨时间2小时，获得平均粒径为35μm的合金颗粒，将Ti基非蒸散型吸氢材料机械破碎至200目一下，放入球磨罐中，内充1Mpa高纯Ar或高纯氢气在行星式球磨机上进行球磨，球料质量比：30∶1，转速：500r/min，球磨时间40小时，最终获得平均粒径90nm的合金粉末；将上述两组元按照重量比5∶1混合，混合方式为：行星式球磨方法，在球料重量比10∶1，球磨时间1小时，采用无水乙醇作为球磨介质，最终获得平均粒径为25μm的混合均匀的合金粉末，上述操作均在手套箱中进行，Ar纯度大于99.99％；将上述混合物压成外径为10mm、内径为8mm，厚度3mm环状吸氢材料，采用激光装置激活，复合型吸氢材料均匀分布在真空腔内壁。
实施例3
将钡铝镍在研钵中研碎后放入球磨罐中，内充1Mpa高纯Ar或高纯氢气在行星式球磨机上进行球磨，球料比：5∶1，转速：100r/min，球磨时间1小时，获得平均粒径为25μm的合金颗粒，将稀土系非蒸散型吸氢材料机械破碎至200目一下，放入球磨罐中，内充1Mpa高纯Ar或高纯氢气在行星式球磨机上进行球磨，球料比：30∶1，转速：700r/min，球磨时间20小时，最终获得平均粒径30μm的合金粉末；将上述两组元按照重量比9∶1混合，混合方式为：行星式球磨方法，在球料重量比50∶1，球磨时间0.6小时，采用无水乙醇作为球磨介质，最终获得平均粒径为5μm的混合均匀的合金粉末，上述操作均在手套箱中进行，Ar纯度大于99.99％；将上述混合物压成宽度为3mm，厚度2mm带状吸氢材料，采用高频感应装置激活，复合型吸氢材料均匀分布在真空腔内壁。

Claims (7)

1.一种高温太阳能真空集热管用复合型吸氢材料，其特征在于：由A与B两种组元粉末按照通式A(100-X)BX机械研磨混合而成，其中，x＝10～50％质量百分数，其形状为片状、条状或带状。
2.根据权利要求1所述的所述高温太阳能真空集热管用复合型吸氢材料，其特征在于：A组元为钡铝镍(BaAlNi)和钡铝钛(BaAITi)合金中的一种或两种粉末，粉末粒径≤50μm。
3.根据权利要求1所述的高温太阳能真空集热管用复合型吸氢材料，其特征在于：B组元ZrAl、ZrVFe、ZrCo、Zr2Fe和LaNi5吸氢材料中的一种或多种合金粉末，粉末粒径≤100nm。
4.根据权利要求1所述的高温太阳能真空集热管用复合型吸氢材料，其特征在于：所述的A组元制备过程为内充1Mpa纯度不低于99.99％的Ar或纯度不低于99.99％的氢气，在行星式球磨机上进行球磨，球料质量比：5∶1～10∶1，行星式球磨机的转速：100r/min～400r/min，球磨时间0.5小时～2小时。
5.根据权利要求1所述的高温太阳能真空集热管用复合型吸氢材料，其特征在于：所述B组元制备过程为在1Mpa不低于99.99％的Ar或不低于99.99％的氢气条件下在行星式球磨机上进行球磨，球料质量比：10∶1～30∶1，行星式球磨机的转速：400r/min～800r/min，球磨时间10小时～30小时。
6.根据权利要求1所述高温太阳能真空集热管用复合型吸氢材料，其特征在于：将A与B两种组元按照比例要求，在纯度不低于99.99％的氩气气氛保护下采用机械研磨30-60min混合均匀后，压制成片状、条状或带状。
7.根据权利要求1所述的高温太阳能真空集热管用复合型吸氢材料，其特征在于：该复合吸氢材料在激活后在真空腔内形成蒸散与非蒸散吸氢材料复合涂层。
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