CN105695775B - 一种钇‑铁基合金材料、制备方法及应用 - Google Patents

一种钇‑铁基合金材料、制备方法及应用 Download PDF

Info

Publication number
CN105695775B
CN105695775B CN201610109516.9A CN201610109516A CN105695775B CN 105695775 B CN105695775 B CN 105695775B CN 201610109516 A CN201610109516 A CN 201610109516A CN 105695775 B CN105695775 B CN 105695775B
Authority
CN
China
Prior art keywords
yttrium
hydrogen
alloy
alloy material
melting
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.)
Active
Application number
CN201610109516.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105695775A (zh
Inventor
朱敏
黎子鸣
王辉
欧阳柳章
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.)
South China University of Technology SCUT
Original Assignee
South China University of Technology SCUT
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 South China University of Technology SCUT filed Critical South China University of Technology SCUT
Priority to CN201610109516.9A priority Critical patent/CN105695775B/zh
Publication of CN105695775A publication Critical patent/CN105695775A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105695775B publication Critical patent/CN105695775B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C28/00—Alloys based on a metal not provided for in groups C22C5/00 - C22C27/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C30/00—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种钇‑铁基合金材料，化学通式为YFexMy，其中，M为金属铝、锰或者钴元素中的一种以上，且1≤x≤2，0≤y≤1.2，1.8≤x+y≤2.2。本发明还公开了上述材料的制备方法，把钇、铁和金属M的金属块体材料混合，温度为1300‑1500℃下熔炼3‑10分钟。本发明的钇‑铁基合金材料能够在室温下快速吸氢，储氢容量达1.0～1.8wt.％，并且可逆吸放氢性能优异，经过多次吸放氢循环后晶体结构保持不变，不发生歧化分解，储氢容量保持率高。

Description

一种钇-铁基合金材料、制备方法及应用
技术领域
本发明涉及储氢合金材料领域，特别涉及一种钇-铁基合金材料、制备方法及应用。
背景技术
我国是稀土资源大国，储量占全球的50％以上。然而稀土资源的有效利用则存在着严重的不平衡。目前稀土的应用主要集中在磁性、荧光、陶瓷、玻璃、储氢、冶金等领域。其中，磁性和荧光是最大两个应用领域，占了稀土应用的近70％，决定着稀土产业的发展。荧光材料主要利用Eu和Tb，磁性材料主要使用Nd、Pr、Dy、Gd、Tb、Sm等稀土元素。然而稀土材料中更多的是La、Ce和Y等轻质稀土元素，这些元素由于磁性和荧光产业的应用和发展造成了大量积压。一方面稀土资源日趋紧张，另一方面轻质稀土堆积如山成为了产业负担。稀土资源有效综合利用成为了一个越来越紧迫的问题。
能源危机、环境污染以及气候变化是当前人类社会发展面临最重要的挑战之一。解决能源短缺和环境污染是当今社会的紧迫性问题。氢气来源丰富、燃烧热大、燃烧产物清洁，是理想的能源。可靠的氢存储技术是氢能应用中的重要技术环节，研发高效、低成本的储氢材料是氢能大规模利用的核心问题。稀土合金可以在常温低压下储存氢气，是一种理想的储氢介质，在能源、化工、电子、宇航、军事及民用各个领域得到了广泛的应用。例如利用稀土储氢合金释放氢气时产生的压力，可以用作热驱动的动力；采用稀土储氢合金可以制成体积小、重量轻、输出功率大的升降装置和温度传感器等。然而该类材料的储氢容量较低，而且在与氢气的反应当中，会发生歧化分解或者晶体结构非晶化，导致可逆容量过低，应用受到了限制。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种钇-铁基合金材料，可逆储氢量高，吸氢温度低，吸放氢循环寿命长，经过多次吸放氢后，储氢容量没有明显衰减，材料吸收氢气后，能够保持原有的晶格结构，不发生歧化分解。
本发明的目的之二在于提供上述钇-铁基合金材料的制备方法。
本发明的目的之三在于提供上述钇-铁基合金材料的应用。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种钇-铁基合金材料，化学通式为YFexMy，其中，M为金属铝、锰或者钴元素中的一种以上，且1≤x≤1.9，0.3≤y≤1.2，1.8≤x+y≤2.2。
所述的钇-铁基合金材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)把钇、铁和金属M的金属块体材料按化学通式的物质量的比例混合，在温度高于1300℃的条件下熔炼，冷却后得到合金铸锭；
(2)将合金铸锭破碎成粉末状态，得到钇-铁基合金材料。
为了提高合金的均匀性可以多次重熔，得到成分均一的合金材料铸锭，在进行步骤(1)之后，进行步骤(2)之前，进行以下步骤：
(a)将步骤(1)中得到的合金铸锭在温度高于1300℃的条件下反复熔炼多次。
步骤(1)所述在温度高于1300℃的条件下熔炼，具体为：在温度为1300-1500℃下熔炼3-10分钟。
步骤(1)所述的熔炼，具体为：在真空度为2.0x10-3～1.0x10-3Pa的条件下于电弧熔炼炉或感应熔炼炉中熔炼。
步骤(a)所述的在温度高于1300℃的条件下反复熔炼多次，具体为：在温度为1300-1500℃下反复熔炼多次，每次熔炼3-10分钟。
步骤(a)所述的熔炼，具体为：
在真空度为2.0x10-3～1.0x10-3Pa的条件下于电弧熔炼炉或感应熔炼炉中熔炼。
步骤(a)所述将步骤(1)中得到的合金铸锭反复熔炼多次，具体为：
将步骤(1)中得到的合金铸锭翻面，并且重新熔融和冷却，反复熔炼多次。
步骤(a)得到合金铸锭放置于氩气保护气氛中，温度为22～25℃；步骤(2)所述的破碎，具体为：在氩气保护气氛中破碎。
所述的钇-铁基合金材料的应用，作为储氢材料或用于制造镍氢电池。
本发明的原理如下：传统的稀土合金材料，在与氢气反应的过程中，多数伴随着歧化现象出现，如YFe2合金与氢气反应生成YH3和Fe，从而使得合金的可逆储氢量非常低，难以投入到实际生产和应用当中。本发明采用铝、锰或者钴元素中的一种或多种部分替代YFe2合金中的铁元素，YFe2、YCo2和YMn2的原子排列均属于MgCu2型拉弗斯相密排结构，该结构当中存在由稀土金属原子和过渡金属原子组成的四面体结构，而这些四面体结构当中的空隙可以被氢原子所占据，形成间隙固溶体。因为替代原子的半径与铁原子有所区别，使得合金中的四面体间隙的尺寸发生改变，氢原子因此更容易进入其中，从而提高和改善了合金的储氢量和储氢性能。与此同时，替代原子的加入也会削弱钇原子与氢原子之间的作用力，阻碍了钇氢化物的产生，从而解决了合金与氢气反应时的歧化问题。此外，本发明还设计了非化学计量比的成分，使得合金中的晶格存在原子缺位，从而使得更多的氢原子进入晶格间隙，有效提高了合金的储氢容量。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
(1)本发明的钇-铁基合金材料储氢容量高，最大储氢量达到1.8wt.％。
(2)本发明的钇-铁基合金材料吸氢温度低，在室温下，即可以与氢气发生作用，达到储存氢气的效果；
(3)本发明的钇-铁基合金材料结构稳定，氢原子以固溶的方式存在于合金晶格的间隙当中，因此合金在吸氢后，能够保持原来的晶体结构不变，不生成新的物相。
(4)本发明的钇-铁基合金材料循环吸放氢性能优异，经过多次吸放氢气后容量基本保持不变，且循环滞后性小。
附图说明
图1是本发明的实施例1的钇—铁—铝合金在不同状态下：(a)熔炼产物、(b)吸氢产物、(c)脱氢产物的XRD图谱。
图2是本发明的实施例1和实施例2的钇—铁—铝合金的吸氢动力学性能曲线图。
图3是本发明的实施例3的钇—铁—铝合金在不同状态下：(a)熔炼产物、(b)吸氢产物、(c)脱氢产物的XRD图谱。
图4是本发明的实施例3和实施例4的钇—铁—铝合金的吸氢动力学性能曲线图。
图5是本发明的实施例5-7的钇—铁—锰合金的吸氢动力学性能曲线图。
图6是本发明的实施例8-10的钇—铁—钴合金的吸氢动力学性能曲线图。
图7是本发明的实施例11-14的钇—铁—钴—铝合金和钇—铁—锰—铝合金的吸氢动力学性能曲线图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
(1)把钇块、铁块和铝块(纯度均不低于99wt.％)按照分子式YFe1.5Al0.3，即钇块、铁块和铝块按质量分数49.18％、46.34％和4.48％的配比混合均匀，在电弧熔炼炉中1400℃熔炼5分钟，冷却后得到合金铸锭；电弧熔炼炉真空室内的真空度为1.0x10-3Pa。
(2)将步骤(1)中得到的合金铸锭翻面，并重新熔融和冷却，如此反复熔炼5次。重新熔融在电弧熔炼炉中进行，电弧熔炼炉真空室内的真空度为1.0x10-3Pa，温度和时间同步骤(1)。得到的铸锭放置于氩气保护气氛中，温度为22～25℃。
(3)于氩气保护气氛中将铸锭破碎成粉末状态，得到成分均一、结构稳定的钇-铁-铝合金储氢材料。
图1中的(a)即为此实施例中熔炼产物破碎成粉末后的X射线衍射图谱，此外还掺入了硅粉作为内标。从该图谱可见，熔炼产物相结构即为MgCu2型拉弗斯相密排结构，并且成分均一稳定。熔炼产物在100℃，4MPa氢压下氢化后，便可得到吸氢产物。图1中的(b)所示的吸氢产物X射线衍射图谱可见，吸氢后的合金相结构保持不变，而衍射峰的位置整体往低角度偏移，由此说明合金吸氢后没有发生歧化反应，而且晶格常数显著增大，这是由于氢以氢原子的形式固溶在合金的晶格当中造成的。把吸氢产物在300℃下真空处理2h后，即可得到脱氢产物。图1中的(c)所示的脱氢产物X射线衍射图谱可见，脱氢后衍射峰的位置较吸氢产物整体向高角度偏移，由此说明脱氢后合金的晶格常数减小，说明氢原子从晶格中脱出并结合形成氢气。
本实施例的合金的吸氢动力学曲线见图2。本实施例的合金在100℃，4MPa的氢压下，能够吸收质量百分比1.41％的氢气。
实施例2
(1)把钇块、铁块和铝块(纯度均不低于99wt.％)按照分子式YFe1.5Al0.4，即钇块、铁块和铝块按照质量分数48.46％、45.66％和5.88％的配比混合均匀，在电弧熔炼炉中1400℃熔炼5分钟，冷却后得到合金铸锭；
(2)将步骤(1)中得到的合金铸锭翻面，并重新熔融和冷却，如此反复熔炼5次。重新熔融在电弧熔炼炉中进行，电弧熔炼炉真空室内的真空度为1.0x10-3Pa，温度和时间同步骤(1)。得到的铸锭放置于氩气保护气氛中，温度为22～25℃。
(3)于氩气保护气氛中将铸锭破碎成粉末状态，得到成分均一、结构稳定的钇-铁-铝合金储氢材料。
本实施例的合金的吸氢动力学曲线见图2。本实施例的合金在100℃，4MPa的氢压下，能够吸收质量百分比1.42％的氢气。
实施例3
(1)把钇块、铁块和铝块(纯度均不低于99wt.％)按照分子式YFe1.5Al0.5，即钇块、铁块和铝块按质量分数47.76％、45％和7.24％的配比混合均匀，在电弧熔炼炉中1400℃熔炼5分钟，冷却后得到合金铸锭；电弧熔炼炉真空室内的真空度为1.0x10-3Pa。
(2)将步骤(1)中得到的合金铸锭翻面，并重新熔融和冷却，如此反复熔炼5次。重新熔炼在电弧熔炼炉中进行，电弧熔炼炉真空室内的真空度为1.0x10-3Pa，温度和时间同步骤(1)。得到的铸锭放置于氩气保护气氛中，温度为22～25℃。
(3)于氩气保护气氛中将铸锭破碎成粉末状态，得到成分均一、结构稳定的钇-铁-铝合金储氢材料。
本实施例的合金的熔炼产物、吸氢产物、脱氢产物的X射线衍射图谱分别见图3中的(a)～(c)。该合金吸氢前后的状态变化与实施例1合金类似，只是衍射峰的偏移量有所区别。
本实施例的合金的吸氢动力学曲线见图4。本实施例的合金在100℃，4MPa的氢压下，能够吸收质量百分比1.20％的氢气。
实施例4
(1)把钇块、铁块和铝块(纯度均不低于99wt.％)按照分子式YFeAl，即钇块、铁块和铝块按照质量分数51.77％、32.52％和15.71％的配比混合均匀，在电弧熔炼炉中1400℃熔炼5分钟，冷却后得到合金铸锭；
(2)将步骤(1)中得到的合金铸锭重新熔融并再次冷却，如此反复熔炼5次。重新熔融在电弧熔炼炉中进行，电弧熔炼炉真空室内的真空度为1.0x10-3Pa，温度和时间同步骤(1)。得到的铸锭放置于氩气保护气氛中，温度为22～25℃。
(3)于氩气保护气氛中将铸锭破碎成粉末状态，得到成分均一、结构稳定的钇-铁-铝合金储氢材料。
本实施例的合金的吸氢动力学曲线见图4。本实施例的合金在100℃，4MPa的氢压下，能够吸收质量百分比1.05％的氢气。
实施例5
(1)把钇块、铁块和锰片(纯度均不低于99wt.％)按照分子式YFe1.5Mn0.3，即钇块、铁块和锰片按照质量分数47.00％、44.29％和8.71％的配比混合均匀，在电弧熔炼炉中1300℃熔炼3分钟，冷却后得到合金铸锭；
(2)将步骤(1)中得到的合金铸锭重新熔融并再次冷却，如此反复熔炼4次。重新熔融在电弧熔炼炉中进行，电弧熔炼炉真空室内的真空度为1.2x10-3Pa，温度和时间同步骤(1)。得到的铸锭放置于氩气保护气氛中，温度为22～25℃。
(3)于氩气保护气氛中将铸锭破碎成粉末状态，得到成分均一、结构稳定的钇-铁-铝合金储氢材料。
本实施例的合金的吸氢动力学曲线见图5，本实施例的合金在在100℃，4MPa的氢压下，能够吸收质量百分比1.80％的氢气。
实施例6
(1)把钇块、铁块和锰片(纯度均不低于99wt.％)按照分子式YFe1.5Mn0.5，即钇块、铁块和锰片按照质量分数44.42％、41.86％和13.72％的配比混合均匀，在电弧熔炼炉中1300℃熔炼3分钟，冷却后得到合金铸锭；
(2)将步骤(1)中得到的合金铸锭重新熔融并再次冷却，如此反复熔炼4次。重新熔融在电弧熔炼炉中进行，电弧熔炼炉真空室内的真空度为1.2x10-3Pa，温度和时间同步骤(1)。得到的铸锭放置于氩气保护气氛中，温度为22～25℃。
(3)于氩气保护气氛中将铸锭破碎成粉末状态，得到成分均一、结构稳定的钇-铁-铝合金储氢材料。
本实施例的合金的吸氢动力学曲线见图5，本实施例的合金在100℃，4MPa的氢压下，能够吸收质量百分比1.51％的氢气。
实施例7
(1)把钇块、铁块和锰片(纯度均不低于99wt.％)按照分子式YFe1.5Mn0.7，即钇块、铁块和锰片按照质量分数42.11％、39.68％和18.21％的配比混合均匀，在电弧熔炼炉中1300℃熔炼3分钟，冷却后得到合金铸锭；
(2)将步骤(1)中得到的合金铸锭重新熔融并再次冷却，如此反复熔炼4次。重新熔融在电弧熔炼炉中进行，电弧熔炼炉真空室内的真空度为1.2x10-3Pa，温度和时间同步骤(1)。得到的铸锭放置于氩气保护气氛中，温度为22～25℃。
(3)于氩气保护气氛中将铸锭破碎成粉末状态，得到成分均一、结构稳定的钇-铁-铝合金储氢材料。
本实施例的合金的吸氢动力学曲线见图5，本实施例的合金在100℃，4MPa的氢压下，能够吸收质量百分比1.20％的氢气。
实施例8
(1)把钇块、铁块和钴块(纯度均不低于99wt.％)按照分子式YFe1.5Co0.3，即钇块、铁块和钴块按照质量分数46.71％、44.01％和9.28％的配比混合均匀，在电弧熔炼炉中1400℃熔炼5分钟，冷却后得到合金铸锭；
(2)将步骤(1)中得到的合金铸锭重新熔融并再次冷却，如此反复熔炼5次。重新熔融在电弧熔炼炉中进行，电弧熔炼炉真空室内的真空度为1.0x10-3Pa，温度和时间同步骤(1)。得到的铸锭放置于氩气保护气氛中，温度为22～25℃。
(3)于氩气保护气氛中将铸锭破碎成粉末状态，得到成分均一、结构稳定的钇-铁-铝合金储氢材料。
本实施例的合金的吸氢动力学曲线见图6，本实施例的合金在100℃，4MPa的氢压下，能够吸收质量百分比1.75％的氢气。
实施例9
(1)把钇块、铁块和钴块(纯度均不低于99wt.％)按照分子式YFe1.5Co0.5，即钇块、铁块和钴块按照质量分数43.98％、41.44％和14.58％的配比混合均匀，在电弧熔炼炉中1400℃熔炼5分钟，冷却后得到合金铸锭；
(2)将步骤(1)中得到的合金铸锭重新熔融并再次冷却，如此反复熔炼5次。重新熔融在电弧熔炼炉中进行，电弧熔炼炉真空室内的真空度为1.0x10-3Pa，温度和时间同步骤(1)。得到的铸锭放置于氩气保护气氛中，温度为22～25℃。
(3)于氩气保护气氛中将铸锭破碎成粉末状态，得到成分均一、结构稳定的钇-铁-铝合金储氢材料。
本实施例的合金的吸氢动力学曲线见图6，本实施例的合金在100℃，4MPa的氢压下，能够吸收质量百分比1.41％的氢气。
实施例10
(1)把钇块、铁块和钴块(纯度均不低于99wt.％)按照分子式YFe1.5Co0.7，即钇块、铁块和钴块按照质量分数41.56％、39.16％和19.28％的配比混合均匀，在电弧熔炼炉中1400℃熔炼5分钟，冷却后得到合金铸锭；
(2)将步骤(1)中得到的合金铸锭重新熔融并再次冷却，如此反复熔炼5次。重新熔融在电弧熔炼炉中进行，电弧熔炼炉真空室内的真空度为1.0x10-3Pa，温度和时间同步骤(1)。得到的铸锭放置于氩气保护气氛中，温度为22～25℃。
(3)于氩气保护气氛中将铸锭破碎成粉末状态，得到成分均一、结构稳定的钇-铁-铝合金储氢材料。
本实施例的合金的吸氢动力学曲线见图6，本实施例的合金在100℃，4MPa的氢压下，能够吸收质量百分比1.35％的氢气。
实施例11
(1)把钇块、铁块、钴块和铝块(纯度均不低于99wt.％)按照分子式YFe1.2Co0.2Al0.4，即钇块、铁块、钴块和铝块按照质量分数49.81％:37.54％:6.60％:6.05％的配比混合均匀，在感应熔炼炉中1500℃熔炼10分钟，冷却后得到合金铸锭；
(2)将步骤(1)中得到的合金铸锭重新熔融并再次冷却，如此反复熔炼5次。重新熔融在电弧熔炼炉中进行，电弧熔炼炉真空室内的真空度为1.1x10-3Pa，温度和时间同步骤(1)。得到的铸锭放置于氩气保护气氛中，温度为22～25℃。
(3)于氩气保护气氛中将铸锭破碎成粉末状态，得到成分均一、结构稳定的钇-铁-铝合金储氢材料。
本实施例的合金的吸氢动力学曲线见图7，本实施例的合金在100℃，4MPa的氢压下，能够吸收质量百分比1.50％的氢气。
实施例12
(1)把钇块、铁块、钴块和铝块(纯度均不低于99wt.％)按照分子式YFe1.3Co0.3Al0.6，即钇块、铁块、钴块和铝块按照质量分数45.51％、37.16％、9.05％和8.28％的配比混合均匀，在常规电弧熔炼炉中1500℃熔炼10分钟，冷却后得到合金铸锭；
(2)将步骤(1)中得到的合金铸锭重新熔融并再次冷却，如此反复熔炼5次。重新熔融在电弧熔炼炉中进行，电弧熔炼炉真空室内的真空度为1.1x10-3Pa，温度和时间同步骤(1)。得到的铸锭放置于氩气保护气氛中，温度为22～25℃。
(3)于氩气保护气氛中将铸锭破碎成粉末状态，得到成分均一、结构稳定的钇-铁-铝合金储氢材料。
本实施例的合金的吸氢动力学曲线见图7，本实施例的合金在100℃，4MPa的氢压下，能够吸收质量百分比1.41％的氢气。
实施例13
(1)把钇块、铁块、锰块和铝块(纯度均不低于99wt.％)按照分子式YFe1.2Mn0.2Al0.4，即钇块、铁块、锰块和铝块按照质量分数50.03％、37.71％、6.18％和6.08％的配比混合均匀，在常规电弧熔炼炉中1500℃熔炼10分钟，冷却后得到合金铸锭；
(2)将步骤(1)中得到的合金铸锭重新熔融并再次冷却，如此反复熔炼5次。重新熔融在电弧熔炼炉中进行，电弧熔炼炉真空室内的真空度为1.1x10-3Pa，温度和时间同步骤(1)。得到的铸锭放置于氩气保护气氛中，温度为22～25℃。
(3)于氩气保护气氛中将铸锭破碎成粉末状态，得到成分均一、结构稳定的钇-铁-铝合金储氢材料。
本实施例的合金的吸氢动力学曲线见图7，本实施例的合金在100℃，4MPa的氢压下，能够吸收质量百分比1.22％的氢气。
实施例14
(1)把钇块、铁块、锰块和铝块(纯度均不低于99wt.％)按照分子式YFe1.3Mn0.3Al0.6，即钇块、铁块、锰块和铝块按照质量分数45.79％、37.39％、8.49％和8.33％的配比混合均匀，在常规电弧熔炼炉中1500℃熔炼10分钟，冷却后得到合金铸锭；
(2)将步骤(1)中得到的合金铸锭重新熔融并再次冷却，如此反复熔炼5次。重新熔融在电弧熔炼炉中进行，电弧熔炼炉真空室内的真空度为1.1x10-3Pa，温度和时间同步骤(1)。得到的铸锭放置于氩气保护气氛中，温度为22～25℃。
(3)于氩气保护气氛中将铸锭破碎成粉末状态，得到成分均一、结构稳定的钇-铁-铝合金储氢材料。
本实施例的合金的吸氢动力学曲线见图7，本实施例的合金在100℃，4MPa的氢压下，能够吸收质量百分比1.20％的氢气。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钇-铁基合金材料，其特征在于，化学通式为YFexMy，其中，M为金属铝、锰或者钴元素中的一种以上，且1≤x≤1.9，0.3≤y≤1.2，1.8≤x+y≤2.2。
2.权利要求1所述的钇-铁基合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)把钇、铁和金属M的金属块体材料按化学通式的物质量的比例混合，在温度高于1300℃的条件下熔炼，冷却后得到合金铸锭；
(2)将合金铸锭破碎成粉末状态，得到钇-铁基合金材料。
3.根据权利要求2所述的钇-铁基合金材料的制备方法，其特征在于，在进行步骤(1)之后，进行步骤(2)之前，进行以下步骤：
(a)将步骤(1)中得到的合金铸锭在温度高于1300℃的条件下反复熔炼多次。
4.根据权利要求2所述的钇-铁基合金材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述在温度高于1300℃的条件下熔炼，具体为：在温度为1300-1500℃下熔炼3-10分钟。
5.根据权利要求2或4所述的钇-铁基合金材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的熔炼，具体为：在真空度为2.0x10-3～1.0x10-3Pa的条件下于电弧熔炼炉或感应熔炼炉中熔炼。
6.根据权利要求3所述的钇-铁基合金材料的制备方法，其特征在于，步骤(a)所述的在温度高于1300℃的条件下反复熔炼多次，具体为：在温度为1300-1500℃下反复熔炼多次，每次熔炼3-10分钟。
7.根据权利要求3或6所述的钇-铁基合金材料的制备方法，其特征在于，步骤(a)所述的熔炼，具体为：
在真空度为2.0x10-3～1.0x10-3Pa的条件下于电弧熔炼炉或感应熔炼炉中熔炼。
8.根据权利要求3所述的钇-铁基合金材料的制备方法，其特征在于，步骤(a)所述将步骤(1)中得到的合金铸锭反复熔炼多次，具体为：
将步骤(1)中得到的合金铸锭翻面，并且重新熔融和冷却，反复熔炼多次。
9.根据权利要求3所述的钇-铁基合金材料的制备方法，其特征在于，步骤(a)得到合金铸锭放置于氩气保护气氛中，温度为22～25℃；步骤(2)所述的破碎，具体为：在氩气保护气氛中破碎。
10.权利要求1所述的钇-铁基合金材料的应用，其特征在于，作为储氢材料或用于制造镍氢电池。
CN201610109516.9A 2016-02-26 2016-02-26 一种钇‑铁基合金材料、制备方法及应用 Active CN105695775B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610109516.9A CN105695775B (zh) 2016-02-26 2016-02-26 一种钇‑铁基合金材料、制备方法及应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610109516.9A CN105695775B (zh) 2016-02-26 2016-02-26 一种钇‑铁基合金材料、制备方法及应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105695775A CN105695775A (zh) 2016-06-22
CN105695775B true CN105695775B (zh) 2017-06-20

Family

ID=56223544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610109516.9A Active CN105695775B (zh) 2016-02-26 2016-02-26 一种钇‑铁基合金材料、制备方法及应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105695775B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113046609A (zh) * 2016-12-16 2021-06-29 包头稀土研究院 钇铁合金
CN108517470A (zh) * 2018-03-27 2018-09-11 华南理工大学 一种钇-锆-铁储氢合金材料及其制备方法
CN108796389A (zh) * 2018-06-06 2018-11-13 华南理工大学 一种非化学计量锆-铁基高压储氢合金及其制备方法
CN111342346B (zh) * 2018-12-19 2021-06-01 有研工程技术研究院有限公司 兼具吸放氢和杂质气体吸附功能的元件及其制备方法
CN110102280A (zh) * 2019-04-29 2019-08-09 北京铂陆氢能科技开发有限公司 一种用于储氢材料的活性剂及其制备方法
CN112899548A (zh) * 2021-01-20 2021-06-04 华南理工大学 一种钇-锆-铁-铝合金材料、制备方法及应用
CN114672740B (zh) * 2022-03-31 2023-06-02 包头稀土研究院 钇-铁基储氢合金、电池及制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102021363A (zh) * 2009-09-11 2011-04-20 比亚迪股份有限公司 一种贮氢合金及其制备方法和采用该贮氢合金的负极及电池

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11323468A (ja) * 1998-05-15 1999-11-26 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 水素吸蔵合金及びその製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102021363A (zh) * 2009-09-11 2011-04-20 比亚迪股份有限公司 一种贮氢合金及其制备方法和采用该贮氢合金的负极及电池

Also Published As

Publication number Publication date
CN105695775A (zh) 2016-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105695775B (zh) 一种钇‑铁基合金材料、制备方法及应用
Tian et al. Preparation and electrochemical properties of La–Mg–Ni-based La0. 75Mg0. 25Ni3. 3Co0. 5 multiphase hydrogen storage alloy as negative material of Ni/MH battery
CN101849305B (zh) 镍氢蓄电池及贮氢合金的制造方法
CN110317974B (zh) 一种钇-镍稀土系储氢合金
CN105063457B (zh) 一种纳米石墨复合的高容量RE‑Mg‑Ni基贮氢材料及其制备方法
CN101597711B (zh) 一种稀土-镁-过渡金属基储氢合金的制备方法
CN110714139A (zh) 一种稀土-镍基储氢合金材料及其制备方法
CN102277508A (zh) 镁基储氢合金的制备方法
CN108517470A (zh) 一种钇-锆-铁储氢合金材料及其制备方法
CN103045177B (zh) 以高Ce工业纯混合稀土为原料制备的La(Fe,Si)13基磁制冷材料及其制备方法和用途
Huang et al. Effects of annealing treatment and partial substitution of Cu for Co on phase composition and hydrogen storage performance of La0. 7Mg0. 3Ni3. 2Co0. 35 alloy
CN106654240A (zh) 一种Ce2Ni7型单相超晶格贮氢合金电极材料及其制备方法
CN108172807A (zh) 一种多元素单相a5b19型超晶格储氢合金电极材料及其制备方法
CN105132741A (zh) 一种风电储能用稀土-钛铁储氢合金及其制备方法
CN101613818B (zh) 一种低成本贮氢合金及其制备方法和应用
CN111647773A (zh) 一种稀土储氢材料及其制备方法
CN110257649A (zh) 一种高性能单相La0.6R0.15Mg0.25Ni3.5电极合金及其制备方法
CN102383011B (zh) 一种低成本长寿命稀土镁基贮氢合金及其应用
CN101552337A (zh) 超晶格贮氢合金及其制备方法
CN102881394B (zh) 稀土提纯中间产物制备的La(Fe,Si)13基磁性材料、制备方法和用途
CN105695828B (zh) 一种Mg基高容量贮氢合金及其制备方法
CN104404280A (zh) 一种超晶格RE-Mg-Ni系贮氢合金的制备方法
CN101899591B (zh) 一种镍氢电池用超晶格贮氢合金材料及其制备方法
CN101633985A (zh) RE-Fe-B系储氢合金的制备方法
CN102286678A (zh) 非化学计量比LaNi5基无钴储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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant