CN112961996A - 一种稀土储氢合金及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种稀土储氢合金及其制备方法和用途，所述制备方法包括以下步骤：将A类金属、B类金属和稀土金属混合后依次进行熔炼和真空吸铸，得到合金棒；将得到的合金棒进行表面改性，得到稀土储氢合金。本发明所述制备方法通过对各组分的优化设计、真空吸铸以及表面改性，显著提高了合金的活化性能、吸放氢速率、有效放氢量以及循环稳定性；所述制备方法工艺流程简单，成本低，有利于规模化生产，具有较好的工业应用前景。
Description
技术领域
本发明属于储氢材料技术领域，具体涉及一种稀土储氢合金及其制备方法和用途。
背景技术
储氢合金是上世纪60年代末发现的一类具有高存储氢密度的功能材料，主要包括钛系储氢合金、锆系储氢合金、铁系储氢合金及稀土系储氢合金。目前已开发出稀土储氢合金主要集中在LaNi5、La-Mg-Ni、TiCrVFeCe等储氢合金，其中具有BCC结构的VFe合金的研究尤为热门，这主要是因为BCC结构的储氢合金具有优异的储氢容量，而采用VFe合金能替代高成本的金属钒从而大幅度降低储氢合金的成本。
如CN106801177A公开了一种V-Fe系固溶体型储氢合金及其制备方法。该储氢合金的化学式为(VuFev)100-x-yTixMy-Rez，该方法通过添加稀土元素和热处理工艺，改善其活化性能，但由于该方法制备得到的储氢合金主相中存在明显的稀土氧化物相(不吸氢)，导致可逆储氢量低于2.0wt％。
CN101624674A公开了一种以低成本V-Fe为原料的固溶体型储氢合金及其制备方法。该储氢合金的化学式为Tix-Cry-Vz-Fem-Cew，该方法通过添加稀土元素和热处理工艺，降低了合金成本，但可逆储氢量只有在443K条件下才能达到2.1wt％。
CN101153362A公开了一种由V80Fe中间合金为原料的固溶体型储氢合金及其制备方法，该储氢合金的化学式为Ti(100-a-b-c-d-e-f-g)VaCrbFeeAldREeMf，该方法通过采用低成本的VFe、添加稀土元素和热处理工艺，降低了合金成本，但可逆储氢量只有在373K条件下才能达到2.2wt％。同时，也表明了储氢合金主相中存在明显的稀土氧化物相，从而影响了储氢容量。
由上述方法可知，添加稀土元素会导致储氢合金主相中仍存在弥散分布的稀土氧化物第二相，在一定程度上降低储氢性能；另外，当前储氢合金的研究偏向于储氢容量而忽视了储氢合金的吸放氢速率。如果一种材料不能在合适的时间段内吸放氢，那么其在可逆存储装置中的应用将会受到限制。
综上所述，如何提供一种储氢合金，提升其储氢性能以及循环性能的同时保证其吸放氢速率，成为当前亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种稀土储氢合金及其制备方法和用途，所述制备方法通过对各组分的优化设计、真空吸铸以及表面改性，显著提高了合金的活化性能、吸放氢速率、有效放氢量以及循环稳定性；所述制备方法工艺流程简单，成本低，有利于规模化生产，具有较好的工业应用前景。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种稀土储氢合金的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将A类金属、B类金属和稀土金属混合后依次进行熔炼和真空吸铸，得到合金棒；
(2)将步骤(1)得到的合金棒进行表面改性，得到稀土储氢合金。
本发明中，所述制备方法将各金属混合后依次进行熔炼、真空吸铸以及表面改性，即可得到高性能稀土储氢合金。其中，真空吸铸操作，提高了稀土储氢合金的均匀性以及结晶度，同时抑制了富A类金属的析出；然后通过表面改性，可使稀土氧化物相和合金表面氧化皮有效溶解，有效提升了吸氢相的质量分数和吸放氢速率，从而获得了具有疏松结构的单一BCC相(体心立方结构)的稀土储氢合金，提高其各方面的性能；所述制备方法简单高效，成本低，具有较好的工业应用前景。
本发明中，在储氢方面，A类金属有利于吸氢，B类金属有利于放氢。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述A类金属包括Zr、Ti或V中的任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：Zr和Ti的组合，Ti和V的组合，Zr和V的组合等。
优选地，步骤(1)所述B类金属包括Fe、Mn或Cr中的任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：Fe和Mn的组合，Mn和Cr的组合，Fe和Cr的组合等。
优选地，所述A类金属、B类金属和稀土金属的摩尔比为(0.5～0.8):(0.3～0.7):(0.01～0.2)，例如0.5:0.3:0.05、0.6:0.5:0.01、0.7:0.4:0.03、0.8:0.6:0.2、或0.6:0.3:0.1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为(0.5～0.7):(0.3～0.7):(0.05～0.2)。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述熔炼过程中的电流为100～200A，例如100A、120A、140A、160A、180A或200A等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述熔炼的时间为10～20s，例如10s、12s、14s、16s、18s或20s等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述熔炼的次数为3～5次，例如3次、4次或5次等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述真空吸铸过程中的电流为100～200A，例如100A、120A、140A、160A、180A或200A等，但并不仅限于所列举的数值，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述真空吸铸的时间为10～50s，例如10s、15s、20s、25s、30s、35s、40s、45s或50s等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述合金棒的物相包括稀土氧化物相。
本发明中，所述稀土氧化物相的种类与原料中加入的稀土金属种类有关，其形成会严重影响合金的吸氢性能。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述合金棒进行表面改性前先进行机械破碎；
优选地，所述机械破碎后的粒径为74～150μm，例如74μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm或150μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，合金棒破碎后的粒径需要进行控制。若粒径过大，不能有效溶解稀土氧化物相和合金表面氧化皮；若粒径过小则会一定程度上会破坏合金主体。
优选地，步骤(2)所述表面改性采用混合酸进行。
优选地，所述混合酸包括硫酸、硝酸或盐酸中的至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：硫酸和硝酸的组合，硝酸和盐酸的组合，硫酸、硝酸和盐酸的组合等。
本发明中，混合酸可以实现稀土氧化物的络合溶解，而不破损合金主体。
优选地，所述混合酸的氢离子浓度为0.5～5.0mol/L，例如0.5mol/L、1.0mol/L、2.0mol/L、3.0mol/L、4.0mol/L或5.0mol/L等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，混合酸中的氢离子浓度需进行控制。若氢离子浓度过大，会刻蚀过度，导致合金结构被破坏，从而导致储氢容量低于3.0wt％；若氢离子浓度过小，则刻蚀效果有限，对其性能的提升有限。
优选地，步骤(2)所述表面改性的液固比为1.0～5.0ml/g，例如1.0ml/g、2.0ml/g、3.0ml/g、4.0ml/g或5.0ml/g等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述表面改性的时间为0.1～1.0h，例如0.1h、0.2h、0.3h、0.4h、0.5h、0.6h、0.7h、0.8h、0.9h或1.0h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述表面改性的温度为20～100℃，例如20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃或100℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述表面改性过程中进行搅拌。
优选地，所述搅拌的速度为100～500rpm，例如100rpm、200rpm、300rpm、400rpm或500rpm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述表面改性后依次进行固液分离和洗涤。
优选地，所述洗涤的洗涤溶剂包括丙酮。
作为本发明优选的技术方案，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将A类金属、B类金属以及稀土金属按照(0.5～0.8):(0.3～0.7):(0.01～0.2)的摩尔比混合，混合后在熔炼电流为100～200A的条件下熔炼10～20s，熔炼3～5次；熔炼后在100～200A的条件下真空吸铸，得到合金棒；所述合金棒的物相包括稀土氧化物相；
(2)将步骤(1)得到的合金棒进行机械破碎，得到粒径为74～150μm的合金颗粒；采用氢离子浓度为0.5～5.0mol/L的混合酸在20～100℃的条件下，对合金颗粒进行表面改性，改性时间为0.1～1.0h，搅拌速度为100～500rpm，其中，混合酸与合金颗粒的液固比为1.0～5.0ml/g；表面改性后固液分离，并采用丙酮进行洗涤，得到稀土储氢合金。
第二方面，本发明提供了一种如上述制备方法制备得到的稀土储氢合金，所述稀土储氢合金的化学式为AxByREz，A为步骤(1)所述A类金属，B为步骤(1)所述B类金属，RE为步骤(1)所述稀土金属。
优选地，所述化学式中x＝0.5～0.8，例如0.5、0.6、0.7、或0.8等；y＝0.3～0.7，例如0.3、0.4、0.5、0.6或0.7等；z＝0.01～0.2，例如0.01、0.05、0.1、0.15或0.2等，上述数值的选择并不仅限于所列举的数值，在各自的数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述稀土储氢合金的表面呈现银灰色金属光泽。
优选地，所述稀土储氢合金的表面呈多孔结构。
第三方面，本发明提供了一种如上述的稀土储氢合金的用途，所述稀土储氢合金用于燃料电池汽车、无人机或电站。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述制备方法通过真空吸铸操作和酸溶液表面改性，并进一步控制酸溶液中氢离子的浓度以及制备过程中的粒径尺寸，制备得到了性能优异、吸放氢速率快、活化性能优异的稀土储氢合金，所述稀土储氢合金的活化温度不超过220℃，稀土储氢合金最大吸氢量不小于3.65wt％，有效放氢量不小于2.45wt％，吸氢动力学时间不超过120s，使用温度不超过60℃。
(2)本发明所述制备方法工艺流程简单，成本低，有利于规模化生产，具有较好的工业应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例1和对比例2中制备得到的稀土储氢合金的XRD图；
图2是本发明实施例1和对比例1-2中制备得到的稀土储氢合金的吸氢动力学图；
图3是本发明实施例1和对比例1-2中制备得到的稀土储氢合金在25℃下的吸放氢PCT曲线；
图4是本发明实施例1制备得到的稀土储氢合金的SEM图；
图5是本发明对比例1制备得到的稀土储氢合金的SEM图；
图6是本发明对比例2制备得到的稀土储氢合金的SEM图；
图7是本发明实施例1-2和对比例1-2中制备得到的稀土储氢合金的循环稳定性图。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
以下为本发明典型但非限制性实施例：
实施例1：
本实施例提供了一种稀土储氢合金及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将Ti、V、Cr、Fe以及Ce按照0.28:0.42:0.24:0.06:0.05的摩尔比混合，混合后在熔炼电流为150A的条件下熔炼20s，熔炼5次；熔炼后在200A的条件下真空吸铸，得到合金棒；所述合金棒的物相包括氧化铈相；
(2)将步骤(1)得到的合金棒进行机械破碎，得到粒径为74μm的合金颗粒；采用硫酸和盐酸的混合酸在50℃的条件下，对合金颗粒进行表面改性，改性时间为1.0h，搅拌速度为300rpm，其中，所述混合酸的氢离子浓度为5.0mol/L，混合酸与合金颗粒的液固比为5.0ml/g；表面改性后过滤，并采用丙酮进行洗涤，得到稀土储氢合金。
所述稀土储氢合金为上述制备方法制备得到的稀土储氢合金，所述稀土储氢合金的化学式为(Ti0.4V0.6)0.7(Cr0.8Fe0.2)0.3Ce0.05。
实施例2：
本实施例提供了一种稀土储氢合金及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将Ti、V、Cr、Fe以及La按照0.28:0.42:0.24:0.06:0.05的摩尔比混合，混合后在熔炼电流为150A的条件下熔炼20s，熔炼5次；熔炼后在200A的条件下真空吸铸，得到合金棒；所述合金棒的物相包括氧化镧相；
(2)将步骤(1)得到的合金棒进行机械破碎，得到粒径为150μm的合金颗粒；采用硫酸和盐酸的混合酸在50℃的条件下，对合金颗粒进行表面改性，改性时间为1.0h，搅拌速度为300rpm，其中，所述混合酸的氢离子浓度为0.5mol/L，混合酸与合金颗粒的液固比为5.0ml/g；表面改性后过滤，并采用丙酮进行洗涤，得到稀土储氢合金。
所述稀土储氢合金为上述制备方法制备得到的稀土储氢合金，所述稀土储氢合金的化学式为(Ti0.4V0.6)0.7(Cr0.8Fe0.2)0.3La0.05。
实施例3：
本实施例提供了一种稀土储氢合金及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将Ti、Zr、Cr、Fe以及Ce按照0.25:0.25:0.45:0.05:0.05的摩尔比混合，混合后在熔炼电流为150A的条件下熔炼20s，熔炼5次；熔炼后在200A的条件下真空吸铸，得到合金棒；所述合金棒的物相包括氧化铈相；
(2)将步骤(1)得到的合金棒进行机械破碎，得到粒径为100μm的合金颗粒；采用硫酸和盐酸的混合酸在100℃的条件下，对合金颗粒进行表面改性，改性时间为0.1h，搅拌速度为100rpm，其中，所述混合酸的氢离子浓度为1.0mol/L，混合酸与合金颗粒的液固比为1.0ml/g；表面改性后过滤，并采用丙酮进行洗涤，得到稀土储氢合金。
所述稀土储氢合金为上述制备方法制备得到的稀土储氢合金，所述稀土储氢合金的化学式为(Ti0.5Zr0.5)0.5(Cr0.9Fe0.1)0.5Ce0.05。
实施例4：
本实施例提供了一种稀土储氢合金及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将V、Cr以及La按照0.5:0.7:0.1的摩尔比混合，混合后在熔炼电流为200A的条件下熔炼15s，熔炼3次；熔炼后在120A的条件下真空吸铸，得到合金棒；所述合金棒的物相包括氧化镧相；
(2)将步骤(1)得到的合金棒进行机械破碎，得到粒径为120μm的合金颗粒；采用硫酸和盐酸的混合酸在100℃的条件下，对合金颗粒进行表面改性，改性时间为0.6h，搅拌速度为200rpm，其中，所述混合酸的氢离子浓度为2.0mol/L，混合酸与合金颗粒的液固比为3.0ml/g；表面改性后过滤，并采用丙酮进行洗涤，得到稀土储氢合金。
所述稀土储氢合金为上述制备方法制备得到的稀土储氢合金，所述稀土储氢合金的化学式为V0.5Cr0.7La0.1。
实施例5：
本实施例提供了一种稀土储氢合金及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将Ti、V、Cr以及La按照0.3:0.3:0.4:0.1的摩尔比混合，混合后在熔炼电流为200A的条件下熔炼15s，熔炼3次；熔炼后在220A的条件下真空吸铸，得到合金棒；所述合金棒的物相包括氧化镧相；
(2)将步骤(1)得到的合金棒进行机械破碎，得到粒径为120μm的合金颗粒；采用硫酸和盐酸的混合酸在100℃的条件下，对合金颗粒进行表面改性，改性时间为0.6h，搅拌速度为200rpm，其中，所述混合酸的氢离子浓度为2.0mol/L，混合酸与合金颗粒的液固比为3.0ml/g；表面改性后过滤，并采用丙酮进行洗涤，得到稀土储氢合金。
所述稀土储氢合金为上述制备方法制备得到的稀土储氢合金，所述稀土储氢合金的化学式为Ti0.3V0.3Cr0.4La0.1。
实施例6：
本实施例提供了一种稀土储氢合金及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将Ti、V、Cr、Fe以及稀土Y按照0.25:0.25:0.45:0.05:0.2的摩尔比混合，混合后在熔炼电流为140A的条件下熔炼15s，熔炼4次；熔炼后在140A的条件下真空吸铸，得到合金棒；所述合金棒的物相包括氧化钇相；
(2)将步骤(1)得到的合金棒进行机械破碎，得到粒径为140μm的合金颗粒；采用硫酸和盐酸的混合酸在30℃的条件下，对合金颗粒进行表面改性，改性时间为0.5h，搅拌速度为200rpm，其中，所述混合酸的氢离子浓度为2.5mol/L，混合酸与合金颗粒的液固比为4.0ml/g；表面改性后过滤，并采用丙酮进行洗涤，得到稀土储氢合金。
所述稀土储氢合金为上述制备方法制备得到的稀土储氢合金，所述稀土储氢合金的化学式为(Ti0.5V0.5)0.5(Cr0.9Fe0.1)0.5Y0.2。
实施例7：
本实施例提供了一种稀土储氢合金及其制备方法，所述制备方法参照实施例1中的制备方法，区别仅在于：步骤(2)中使用的混合酸的氢离子浓度为8mol/L。
实施例8：
本实施例提供了一种稀土储氢合金及其制备方法，所述制备方法参照实施例1中的制备方法，区别仅在于：步骤(2)中使机械破碎后的合金颗粒的粒径为40μm。
实施例9：
本实施例提供了一种稀土储氢合金及其制备方法，所述制备方法参照实施例2中的制备方法，区别仅在于：步骤(2)中使机械破碎后的合金颗粒的粒径为200μm。
对比例1：
本对比例提供了一种稀土储氢合金及其制备方法，所述制备方法参照实施例1中的制备方法，区别仅在于：步骤(1)中不进行真空吸铸，即熔炼后的金属粉末凝固后直接进行机械破碎。
对比例2：
本对比例提供了一种稀土储氢合金及其制备方法，所述制备方法参照实施例1中的制备方法，区别仅在于：步骤(2)中不进行表面改性。
对实施例1和对比例2制备得到的稀土储氢合金进行XRD表征，其表征结果如图1所示。由图1可知，表面改性后，合金为单一的BCC相合金，因此，表面改性可以较好的消除稀土氧化物相(不吸氢相)的影响，进而提高合金吸氢的质量分数。
测定实施例1和对比例1-2制备得到的稀土储氢合金的吸氢性能，得到其吸氢动力学图，如图2所示。由图2可知，真空吸铸与表面改性相结合能显著提升了合金的吸放氢速率，储氢容量也略有提升。
测定实施例1和对比例1-2制备得到的稀土储氢合金的吸放氢性能，得到其吸放氢PCT曲线，如图3所示。由图3可知，采用真空吸铸工艺能提高合金的均匀性，进而提升了合金的平台压和储氢容量；采用表面改性溶解了不吸氢相，进而提升了储氢容量。
分别对实施例1和对比例1-2制备得到的稀土储氢合金进行SEM表征，其表征结果如图4-6所示。由图4-6可知，表面改性实现了稀土氧化物相和合金表面氧化皮的有效溶解，形成了较为疏松的表面，从而提升了合金的吸放氢速率。
测定实施例1-2和对比例1-2中制备得到的稀土储氢合金的循环稳定性，其测定结果如图7所示。由图7可知，采用真空吸铸工艺能提高合金的均匀性进而提升合金的循环性能；表面改性消除了稀土氧化物相和合金表面氧化皮，提高合金均匀性，从而使合金循环性能得到了提升。
测定实施例1-9和对比例1-2中制备的稀土储氢合金的结构、最大储氢量、有效放氢量、吸氢动力学时间、活化温度以及活化时间，测定结果如表1所示。
表1实施例1-9和对比例1-2中制备的稀土储氢合金的性能
实施例1-6通过真空吸铸操作和酸溶液表面改性，以及控制酸溶液中氢离子的浓度以及粒径尺寸，使得到的稀土储氢合金的性能显著提升；实施例7在制备过程中增大了混合酸中的氢离子浓度，导致刻蚀过度，破坏了合金结构，使得合金性能较差；实施例8在制备过程中破碎后合金颗粒的粒径过小，导致部分合金主相被破坏；实施例9在制备过程中破碎后合金颗粒的粒径过大，导致合金中稀土氧化物相不能有效刻蚀，使得合金性能提升有限。
对比例1在制备过程中没有进行真空吸铸，使得到的稀土储氢合金的均匀性以及结晶度较差，影响合金吸放氢速率，使得吸氢动力学时间变长；对比例2在制备过程中不进行表面改性，导致合金棒中的稀土金属氧化物无法除去，降低了其可逆储氢量。
综合上述实施例和对比例可以看出，本发明所述制备方法通过真空吸铸操作和酸溶液表面改性，并进一步控制酸溶液中氢离子的浓度以及制备过程中的粒径尺寸，制备得到了性能优异、吸放氢速率快、活化性能优异的稀土储氢合金，所述活化温度不超过220℃，稀土储氢合金最大吸氢量不小于3.65wt％，有效放氢量不小于2.45wt％，吸氢动力学时间不超过120s，使用温度不超过60℃；所述制备方法工艺流程简单，成本低，有利于规模化生产，具有较好的工业应用前景。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的产品和详细方法，但本发明并不局限于上述产品和详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述产品和详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明操作的等效替换及辅助操作的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种稀土储氢合金的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将A类金属、B类金属和稀土金属混合后依次进行熔炼和真空吸铸，得到合金棒；
(2)将步骤(1)得到的合金棒进行表面改性，得到稀土储氢合金。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述A类金属包括Zr、Ti或V中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，步骤(1)所述B类金属包括Fe、Mn或Cr中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述A类金属、B类金属和稀土金属的摩尔比为(0.5～0.8):(0.3～0.7):(0.01～0.2)，优选为(0.5～0.7):(0.3～0.7):(0.05～0.2)。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述熔炼过程中的电流为100～200A；
优选地，步骤(1)所述熔炼的时间为10～20s；
优选地，步骤(1)所述熔炼的次数为3～5次。
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述真空吸铸过程中的电流为100～200A；
优选地，步骤(1)所述真空吸铸的时间为10～50s。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述合金棒的物相包括稀土氧化物相。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述合金棒进行表面改性前先进行机械破碎；
优选地，所述机械破碎后的粒径为74～150μm；
优选地，步骤(2)所述表面改性采用混合酸进行；
优选地，所述混合酸包括硫酸、硝酸或盐酸中的至少两种的组合；
优选地，所述混合酸的氢离子浓度为0.5～5.0mol/L；
优选地，步骤(2)所述表面改性的液固比为1.0～5.0mL/g；
优选地，步骤(2)所述表面改性的时间为0.1～1.0h；
优选地，步骤(2)所述表面改性的温度为20～100℃；
优选地，步骤(2)所述表面改性过程中进行搅拌；
优选地，所述搅拌的速度为100～500rpm。
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述表面改性后依次进行固液分离和洗涤；
优选地，所述洗涤的洗涤溶剂包括丙酮。
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将A类金属、B类金属以及稀土金属按照(0.5～0.8):(0.3～0.7):(0.01～0.2)的摩尔比混合，混合后在熔炼电流为100～200A的条件下熔炼10～20s，熔炼3～5次；熔炼后在100～200A的条件下真空吸铸10～50s，得到合金棒；所述合金棒的物相包括稀土氧化物相；
(2)将步骤(1)得到的合金棒进行机械破碎，得到粒径为74～150μm的合金颗粒；采用氢离子浓度为0.5～5.0mol/L的混合酸在20～1000的条件下，对合金颗粒进行表面改性，改性时间为0.1～1.0h，搅拌速度为100～500rpm，其中，混合酸与合金颗粒的液固比为1.0～5.0ml/g；表面改性后固液分离，并采用丙酮进行洗涤，得到稀土储氢合金。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到的稀土储氢合金，其特征在于，所述稀土储氢合金的化学式为AxByREz，A为步骤(1)所述A类金属，B为步骤(1)所述B类金属，RE为步骤(1)所述稀土金属；
优选地，所述化学式中x＝0.5～0.8，y＝0.3～0.7，z＝0.01～0.2；
优选地，所述稀土储氢合金的表面呈现银灰色金属光泽；
优选地，所述稀土储氢合金的表面呈多孔结构。
10.一种如权利要求9所述的稀土储氢合金的用途，其特征在于，所述稀土储氢合金用于燃料电池汽车、无人机或电站。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 341000 No. 1, chutanwei Academy of Sciences Road, Chutan Town, Ganxian District, Ganzhou City, Jiangxi Province Applicant after: Jiangxi Rare Earth Research Institute Chinese Academy of Sciences Applicant after: Institute of process engineering of the Chinese Academy of Sciences Address before: 341003 No.36, Huangjin Avenue, Ganzhou economic and Technological Development Zone, Ganzhou City, Jiangxi Province Applicant before: Jiangxi Rare Earth Research Institute Chinese Academy of Sciences Applicant before: Institute of process engineering of the Chinese Academy of Sciences |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |