JP2000096160A - Material for vanadium series hydrogen storage alloy and its production - Google Patents

Material for vanadium series hydrogen storage alloy and its production

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JP2000096160A
JP2000096160A JP10272019A JP27201998A JP2000096160A JP 2000096160 A JP2000096160 A JP 2000096160A JP 10272019 A JP10272019 A JP 10272019A JP 27201998 A JP27201998 A JP 27201998A JP 2000096160 A JP2000096160 A JP 2000096160A
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JP
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alloy
vanadium
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hydrogen storage
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JP10272019A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsuo Sakai
哲男 境
Hiroyuki Takeshita
博之 竹下
Akio Kawabata
章夫 川端
Hideo Yoshinaga
英雄 吉永
Hajime Mizutani
肇 水谷
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TAIYO KOKO CO Ltd
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
TAIYO KOKO CO Ltd
Agency of Industrial Science and Technology
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To allow an alloy to exhibit excellent hydrogen occluding characteristics at the time of mixing an alloy raw material contg. vanadium oxides with an Al series reducing material and executing the reduction and alloying of the vanadium oxides, by controlling the content of Al in the produced vanadium series alloy to a specified value. SOLUTION: In a thermite process in which an alloy raw material contg. vanadium oxides is mixed with an Al series reducing agent, and the reduction and alloying of vanadium oxides are executed, the content of Al in the vanadium series alloy is controlled to <=1 wt.%, and Al by the content of 85 to 99% of Al theoretical quantity required for reducing all oxides in the alloy raw material is used as the reducing agent. As the vanadium oxides, V2O5, V2O, V2O2, V2O3, V2O4 or the like is given, the content thereof is controlled to about >=50 wt.% and at least one kind among Ni, Fe, Cu, Co, Mn and Cr may moreover be incorporated into the alloy raw material. As the Al reducing material, Al or an Al series alloy composed of Al and at least one kind among Cr, Cu, Ni, Co, Mn and Ti is used.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、バナジウム系水素
吸蔵合金用材料及びその製造方法に関する。
The present invention relates to a material for a vanadium-based hydrogen storage alloy and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】金属バナジウム(V)の製造には、従来
よりテルミットプロセス(テルミット還元法)が用いら
れている。これは、V25等のバナジウム酸化物の粉末
に還元材を混合し、この混合物を耐火ルツボ中で加熱し
て還元反応を開始させ、この反応による自己発熱を利用
して反応を進行させる。還元材としてはアルミニウムが
よく用いられており、この場合には次のような反応式に
従ってバナジウム酸化物の還元が主に進行する。
2. Description of the Related Art Thermite process (thermit reduction method) has been conventionally used for the production of vanadium (V) metal. In this method, a reducing agent is mixed with a powder of vanadium oxide such as V 2 O 5 , and the mixture is heated in a refractory crucible to start a reduction reaction, and the reaction proceeds by utilizing self-heating generated by the reaction. . Aluminum is often used as a reducing agent. In this case, reduction of vanadium oxide mainly proceeds according to the following reaction formula.

【0003】10Al+3V25→5Al23+6V還
元反応により副生した酸化物(Al23)は、その比重
の低さから耐火ルツボの上部に浮上する。また、生成し
た金属バナジウム(単に「バナジウム」という)は、耐
火ルツボの底部に堆積する。これらの生成物から底部の
バナジウムが回収される。
The oxide (Al 2 O 3 ) by-produced by the reduction reaction of 10Al + 3V 2 O 5 → 5Al 2 O 3 + 6V floats on the upper part of the refractory crucible due to its low specific gravity. The generated metal vanadium (hereinafter simply referred to as “vanadium”) is deposited on the bottom of the refractory crucible. The bottom vanadium is recovered from these products.

【0004】これに関し、金属バナジウムのみならず、
バナジウム系合金等の製造にも、テルミットプロセスを
用いる方法が提案されている(例えば、特開昭60−3
6632号、特開昭60−50129号、特開平1−1
65731号等)。
In this regard, not only metal vanadium,
A method using a thermite process has also been proposed for the production of vanadium-based alloys and the like (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-3).
No. 6632, JP-A-60-50129, JP-A-1-1-1
No. 65731).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、バナジウム
系合金の中では、V−Ti系合金等のように水素吸蔵能
を有するものが知られており、これらをアルカリ二次電
池の負極活物質として利用する試みが行われている。こ
のため、バナジウム系合金は、水素吸蔵合金としての需
要も高まりつつある。
By the way, among vanadium alloys, those having a hydrogen storage capacity such as V-Ti alloys are known, and these are used as a negative electrode active material of an alkaline secondary battery. Attempts have been made to use it. For this reason, the demand for vanadium alloys as hydrogen storage alloys is also increasing.

【0006】しかしながら、従来のテルミットプロセス
により得られるバナジウム又はバナジウム系合金を水素
吸蔵合金として用いようとしても、その水素吸蔵量が不
十分である等の理由から、これをそのまま実用に供する
ことは不可能である。
However, even if vanadium or a vanadium-based alloy obtained by a conventional thermite process is used as a hydrogen storage alloy, it is not practical to use it as it is because the amount of hydrogen storage is insufficient. It is possible.

【0007】従って、本発明は、水素吸蔵合金用に適し
たバナジウム系合金をテルミットプロセスにより製造す
ることを主な目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to produce a vanadium-based alloy suitable for a hydrogen storage alloy by a thermite process.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者は、従来技術の
問題点に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、特定組成となる
ように制御されたバナジウム系合金が上記目的を達成で
きることを見出し、本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems The present inventor has conducted intensive studies in view of the problems of the prior art, and as a result, found that a vanadium-based alloy controlled to have a specific composition can achieve the above object. The present invention has been completed.

【0009】すなわち、本発明は、下記のバナジウム系
水素吸蔵合金用材料及びその製造方法に係るものであ
る。
That is, the present invention relates to the following material for a vanadium-based hydrogen storage alloy and a method for producing the same.

【0010】1.バナジウム酸化物を含有する合金原料
にAl系還元材を混合してバナジウム酸化物の還元と合
金化を行うテルミットプロセスにおいて、生成するバナ
ジウム系合金中のAl含有量を1重量%以下とすること
を特徴とするバナジウム系水素吸蔵合金用材料の製造方
法。
[0010] 1. In a thermite process in which an Al-based reducing material is mixed with an alloy raw material containing a vanadium oxide to reduce and alloy the vanadium oxide, the Al content in the resulting vanadium-based alloy is reduced to 1% by weight or less. A method for producing a material for a vanadium-based hydrogen storage alloy.

【0011】2.Al含有量が1重量%以下であるバナ
ジウム系水素吸蔵合金用材料。
2. A vanadium-based hydrogen storage alloy material having an Al content of 1% by weight or less.

【0012】3.上記第1項の製造方法により得られる
合金であって、Al含有量が1重量%以下であるバナジ
ウム系水素吸蔵合金用材料。
3. 2. A material for a vanadium-based hydrogen storage alloy, which is an alloy obtained by the production method according to the above item 1 and has an Al content of 1% by weight or less.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明のバナジウム系水素吸蔵合
金用材料の製造方法は、バナジウム酸化物を含有する合
金原料にAl系還元材を混合してバナジウム酸化物の還
元と合金化を行うテルミットプロセスにおいて、得られ
るバナジウム系合金中のAl含有量を1重量%以下とす
ることに特徴を有する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A method for producing a material for a vanadium-based hydrogen storage alloy according to the present invention comprises a thermite for reducing and alloying a vanadium oxide by mixing an aluminum-based reducing material with an alloy raw material containing a vanadium oxide. The process is characterized in that the Al content in the obtained vanadium-based alloy is set to 1% by weight or less.

【0014】本発明の製造方法では、得られるバナジウ
ム系合金中のAl含有量が通常1重量%以下、好ましく
は0.5重量%以下とする。この範囲内に設定すること
により、水素吸蔵合金用として優れた特性を発揮するこ
とができる。
In the production method of the present invention, the Al content in the obtained vanadium alloy is usually 1% by weight or less, preferably 0.5% by weight or less. By setting within this range, excellent characteristics can be exhibited for a hydrogen storage alloy.

【0015】バナジウム酸化物を含有する合金原料のう
ち、バナジウム酸化物としては特に制限されず、例えば
25、V2O、V22、V23、V24等のいずれが
含まれていても良い。合金原料中のバナジウム酸化物の
含有量は、バナジウム酸化物の種類、目的とする水素吸
蔵合金の種類等に応じて適宜決定すれば良いが、通常は
50重量%以上とすれば良い。
Among the alloy raw materials containing vanadium oxide, vanadium oxide is not particularly limited, and examples thereof include V 2 O 5 , V 2 O, V 2 O 2 , V 2 O 3 and V 2 O 4 . Either may be included. The content of the vanadium oxide in the alloy raw material may be appropriately determined according to the type of the vanadium oxide, the type of the target hydrogen storage alloy, and the like, but is usually 50% by weight or more.

【0016】本発明では、合金原料として、さらにN
i、Fe、Cu、Co、Mn及びCrの少なくとも1種
を含有させても良い。これらの成分は、単体金属、酸化
物(複酸化物も含む)、合金、金属間化合物あるいはこ
れらの混合物のいずれの形態で配合されていても良い。
これらの成分を含有させることにより、主として、合金
原料の融点を下げるとともに合金原料の融液の流動性を
高めることによって、テルミットプロセスにおいて生成
するスラグ(主としてアルミニウム酸化物(Al2
3等))のスラグアウト(Al23等の非金属介在物の
浮上除去)を促進できる結果、高品質のバナジウム系合
金(V系合金)を得ることができる。合金成分の含有量
は、かかる効果が得られる限り特に限定されないが、通
常は、得られるV系合金中において金属として10〜3
0重量%程度、好ましくは15〜25重量%となるよう
にすれば良い。
In the present invention, N is further added as an alloy raw material.
At least one of i, Fe, Cu, Co, Mn and Cr may be contained. These components may be blended in any form of a simple metal, an oxide (including a double oxide), an alloy, an intermetallic compound, or a mixture thereof.
By containing these components, the slag (mainly aluminum oxide (Al 2 O) produced in the thermite process is mainly reduced by lowering the melting point of the alloy raw material and increasing the fluidity of the melt of the alloy raw material.
3 )) (floating of non-metallic inclusions such as Al 2 O 3 ) can be promoted, so that a high-quality vanadium-based alloy (V-based alloy) can be obtained. The content of the alloy component is not particularly limited as long as such an effect is obtained, but usually, 10 to 3 as a metal in the obtained V-based alloy.
The content may be about 0% by weight, preferably 15 to 25% by weight.

【0017】さらに、本発明では、必要に応じて他の金
属成分を合金原料中に含有させても良い。例えば、単体
金属では高価なNb、Ta等を酸化物の形態で合金原料
中に予め添加しておけば、比較的低コストでこれら金属
とバナジウムとの合金を製造することができる。これら
の添加量は添加する金属の種類等によって異なり、例え
ばNb及びTaの少なくとも1種の酸化物を添加する場
合は、合金原料中において酸化物として通常0.5〜1
0重量%程度、好ましくは1〜3重量%とすれば良い。
Further, in the present invention, other metal components may be contained in the alloy raw material as required. For example, if Nb, Ta, or the like, which is expensive as a single metal, is added to the alloy raw material in the form of an oxide in advance, an alloy of these metals and vanadium can be manufactured at a relatively low cost. The amounts of these additions vary depending on the type of metal to be added. For example, when at least one oxide of Nb and Ta is added, usually 0.5 to 1 as an oxide in the alloy raw material.
It may be about 0% by weight, preferably 1 to 3% by weight.

【0018】またさらに、本発明では、必要に応じて、
合金原料中にCaO及びCaF2の少なくとも1種を添
加しても良い。これらを添加することにより、主とし
て、テルミットプロセスで生成するスラグの融点を下げ
てスラグの流動性を高め、Al系還元材とバナジウム酸
化物との反応を促進できると同時にスラグアウトを促進
することが可能となる。これらの添加量は、生成するス
ラグ量等に応じて適宜設定すれば良いが、通常は合金原
料中1〜10重量%程度とすれば良い。
Further, in the present invention, if necessary,
At least one of CaO and CaF 2 may be added to the alloy raw material. By adding these, mainly, the melting point of the slag generated in the thermit process is lowered to increase the fluidity of the slag, and the reaction between the Al-based reducing agent and the vanadium oxide can be promoted, and at the same time, the slag out can be promoted. It becomes possible. The amount of these additions may be appropriately set according to the amount of slag to be generated, but may be usually about 1 to 10% by weight of the alloy raw material.

【0019】本発明では、これらの以外のほか、V系水
素吸蔵合金の製造に必要な成分が合金原料中に含まれて
いても良い。これらは、単体金属、化合物(酸化物
等)、合金等のいずれの形態で含まれていても良い。
In the present invention, in addition to the above, components necessary for producing a V-based hydrogen storage alloy may be contained in the alloy raw material. These may be contained in any form such as a simple metal, a compound (such as an oxide), and an alloy.

【0020】本発明の製造方法におけるAl系還元材と
しては、Al及びAl系合金の少なくとも1種を用いる
ことができる。Alとしては、その種類等は特に制限さ
れず、市販品をそのまま使用することができる。また、
Alの純度も特に限定されないが、不純物の一つである
炭素については本発明の材料中の炭素含有量が最終的に
1000重量ppmを超えない範囲内においてできるだ
け少ない方が好ましい。Al系合金としては、AlとC
r、Cu、Ni、Co、Mn及びTiの少なくとも1種
とからなる合金を用いることができる。例えば、Al−
Ni系合金等の合金を用いることができる。これらAl
系合金においても、その炭素含有量は最終的に1000
重量ppmを超えない範囲内においてできるだけ少ない
方が好ましい。
As the Al-based reducing material in the production method of the present invention, at least one of Al and an Al-based alloy can be used. The type and the like of Al are not particularly limited, and commercial products can be used as they are. Also,
Although the purity of Al is not particularly limited, it is preferable that carbon, which is one of the impurities, is as small as possible as long as the carbon content in the material of the present invention does not finally exceed 1,000 ppm by weight. Al-based alloys include Al and C
An alloy composed of at least one of r, Cu, Ni, Co, Mn, and Ti can be used. For example, Al-
An alloy such as a Ni-based alloy can be used. These Al
Even in the base alloy, the carbon content is finally 1000
It is preferable that the amount is as small as possible within a range not exceeding ppm by weight.

【0021】Al系還元材の使用量は、生成するV系合
金中のAl量が1重量%を超えないようにすれば良い。
そのため本発明では、通常は合金原料中の酸化物をすべ
て還元するのに必要なAl理論量の85〜99%程度、
好ましくは90〜97%のAl量をAl系還元材として
用いる。99%を超えるAl量を使用すれば、V系合金
中のAl含有量が1重量%を上回るおそれがある。一
方、Al量が85%未満であれば酸素含有量が多すぎと
なるおそれがある。このように、本発明ではAl含有量
を主としてAl還元材で調節することができる。
The amount of the Al-based reducing agent used should be such that the amount of Al in the produced V-based alloy does not exceed 1% by weight.
Therefore, in the present invention, usually about 85 to 99% of the theoretical amount of Al required to reduce all oxides in the alloy raw material,
Preferably, an Al amount of 90 to 97% is used as the Al-based reducing material. If an Al content exceeding 99% is used, the Al content in the V-based alloy may exceed 1% by weight. On the other hand, if the Al content is less than 85%, the oxygen content may be too large. Thus, in the present invention, the Al content can be adjusted mainly by the Al reducing agent.

【0022】次いで、合金原料と上記所定量のAl系還
元材とを混合する。混合時における合金原料及びAl系
還元材の形態は、所定の反応の進行が妨げられない限り
は特に制限されず、粉末状、粒状等のいずれであっても
良い。特に、本発明では、合金原料として粒径0.05
〜5mmの粒状物を用いることが望ましい。また、Al
系還元材として粒径0.1〜10mmの粒状物を用いる
ことが望ましい。このように、一定の粒径に制御された
合金原料等を用いることにより、反応をよりスムーズに
進行させることができ、未反応物の残留、非金属介在物
の混入等を確実に回避することができる。その結果とし
て、バナジウムの歩留(収率)を高めることも可能とな
る。
Next, the alloy raw material and the predetermined amount of the Al-based reducing material are mixed. The form of the alloy raw material and the Al-based reducing material at the time of mixing is not particularly limited as long as the progress of a predetermined reaction is not hindered, and may be any of powder, granules, and the like. In particular, in the present invention, the alloy raw material has a particle size of 0.05
It is desirable to use a granular material of mm5 mm. Also, Al
It is desirable to use a granular material having a particle size of 0.1 to 10 mm as the system reducing agent. As described above, by using the alloy raw material and the like controlled to have a constant particle size, the reaction can proceed more smoothly, and the remaining of unreacted substances and the incorporation of nonmetallic inclusions can be reliably avoided. Can be. As a result, it is possible to increase the yield (yield) of vanadium.

【0023】反応装置は、テルミットプロセスを実施で
きる限りは特に制限されず、公知のテルミットプロセス
で用いられているものと同様のものも使用することがで
きる。特に反応容器(ルツボ)も公知の形状・材質のも
のが使用でき、例えば、アルミナ製ルツボ、水冷式Cu
製ルツボ、内面に酸化マグネシウム層が形成されたルツ
ボ等を使用することができる。後者の酸化マグネシウム
層が形成されたルツボを用いる場合は、ルツボ材からバ
ナジウム系合金にAlが混入するおそれを回避でき、ま
た酸化マグネシウムの一部が還元して生成したMgガス
による溶融合金の拡散を促すことが可能であり、これら
の点において有利と言える。
The reactor is not particularly limited as long as the thermite process can be carried out, and the same reactor as that used in the known thermite process can be used. In particular, a reaction vessel (crucible) having a known shape and material can be used. For example, an alumina crucible, a water-cooled Cu
A crucible made of, for example, a crucible having a magnesium oxide layer formed on an inner surface thereof can be used. When using the latter crucible having a magnesium oxide layer formed thereon, it is possible to avoid the possibility that Al is mixed into the vanadium-based alloy from the crucible material, and the diffusion of the molten alloy by Mg gas generated by partially reducing magnesium oxide. Can be promoted, which is advantageous in these respects.

【0024】内面に酸化マグネシウム層が形成されたル
ツボ自体は公知のものを使用することができる。例え
ば、鋼鉄製の基材に酸化マグネシウムのコーティングが
施されたルツボ等を使用することができる。酸化マグネ
シウム層の厚さも特に制限されず、通常30〜50mm
程度であれば良い。
A known crucible having a magnesium oxide layer formed on its inner surface can be used. For example, a crucible in which a steel substrate is coated with magnesium oxide can be used. The thickness of the magnesium oxide layer is not particularly limited, and is usually 30 to 50 mm.
Any degree is acceptable.

【0025】反応に際しては、公知のテルミットプロセ
スに従って行えば良い。本発明では、合金原料とAl系
還元材からなる混合物に着火すれば、Al(成分)とバ
ナジウム酸化物との反応熱により反応が進行する。この
場合の反応温度は通常2000〜2500℃程度とすれ
ば良い。また、この温度での保持時間は、通常5分以
上、好ましくは10分以上とする。このような条件で反
応させることにより、還元反応を最後まで終了させるこ
とができ、副生成物であるAl酸化物等の非金属介在物
の浮上除去を確実に行うことができる結果、バナジウム
系合金中のAl量又はAl酸化物量の低減に寄与するこ
とができる。
The reaction may be performed according to a known thermite process. In the present invention, if a mixture of the alloy raw material and the Al-based reducing material is ignited, the reaction proceeds by the heat of reaction between the Al (component) and the vanadium oxide. In this case, the reaction temperature may be usually about 2000 to 2500 ° C. The holding time at this temperature is usually 5 minutes or more, preferably 10 minutes or more. By performing the reaction under such conditions, the reduction reaction can be completed to the end, and the floating removal of non-metallic inclusions such as Al oxide as a by-product can be reliably performed. As a result, the vanadium alloy It can contribute to the reduction of the amount of Al or the amount of Al oxide therein.

【0026】上記反応熱のみでは所定の保持時間を確保
できない場合は、外部より強制的に加熱しても良い。加
熱方法は特に制限されず、公知の加熱炉等を用いて行え
ば良い。反応雰囲気としては特に制限されず、大気中、
真空中、不活性ガス中等のいずれの雰囲気であっても良
い。なお、一般には生成するバナジウム系合金の上部は
スラグにより覆われているので大気中で反応させても窒
素の混入は500重量%ppm以下にすることができ
る。従って、特に窒素の混入を有効に防ぎ、窒素含有量
を200重量%ppm以下までに低減させるという観点
から言えば、空気を遮断した雰囲気中で行うことが望ま
しい。
When a predetermined holding time cannot be ensured only by the above-mentioned reaction heat, the reaction may be forcibly heated from the outside. The heating method is not particularly limited, and may be performed using a known heating furnace or the like. The reaction atmosphere is not particularly limited.
Any atmosphere such as a vacuum or an inert gas may be used. In addition, since the upper portion of the generated vanadium alloy is generally covered with slag, even if the reaction is carried out in the atmosphere, the mixing of nitrogen can be reduced to 500 ppm by weight or less. Therefore, from the standpoint of effectively preventing the contamination of nitrogen and reducing the nitrogen content to 200% by weight or less, it is desirable to perform the treatment in an atmosphere in which air is shut off.

【0027】反応終了後、反応生成物(合金塊)を取り
出す。本発明においても通常のテルミットプロセスと同
様にスラグは上部に、バナジウム系合金は底部にそれぞ
れ分かれて生成するので、常法に従ってバナジウム系合
金をスラグから分離し、回収すれば良い。また、分離回
収されたバナジウム系合金の表面付近にもスラグが付着
している場合がある。この場合、Al酸化物が還元され
ると再びAlとして合金中に混入(固溶)することとな
る。従って、これら表面付近のスラグも予め除去してお
くことが好ましい。
After the completion of the reaction, the reaction product (alloy lump) is taken out. Also in the present invention, the slag is formed separately at the top and the vanadium-based alloy is formed separately at the bottom, as in the ordinary thermite process. In addition, slag may also adhere to the vicinity of the surface of the vanadium-based alloy separated and recovered. In this case, when the Al oxide is reduced, it is mixed (solid-solved) into the alloy again as Al. Therefore, it is preferable to remove the slag near these surfaces in advance.

【0028】スラグの分離除去手段としては、例えばケ
レンハンマー等を用いてスラグをバナジウム系合金から
分離したり、あるいはスラグを削り落とせば良い。これ
らの処理によって、合金中のAl酸化物の含有量は、通
常0.5重量%以下、好ましくは0.2重量%以下まで
低減することができる。
As a means for separating and removing the slag, for example, the slag may be separated from the vanadium-based alloy using a Keren hammer or the like, or the slag may be scraped off. Through these treatments, the content of Al oxide in the alloy can be reduced to usually 0.5% by weight or less, preferably 0.2% by weight or less.

【0029】このようにして得られたバナジウム系合金
は、そのAl含有量が通常1重量%以下、好ましくは
0.5重量%以下であり、本発明のバナジウム系水素吸
蔵合金用材料として使用できる。このAl含有量は、固
溶しているAl(s−Al)量をいい、従ってAl酸化
物として存在するAl量は含まれない。Al含有量が1
重量%を超える場合は、水素吸蔵量の低下等が起こり、
水素吸蔵合金として実用に供することが困難となる。
The vanadium alloy thus obtained has an Al content of usually 1% by weight or less, preferably 0.5% by weight or less, and can be used as a material for a vanadium-based hydrogen storage alloy of the present invention. . This Al content refers to the amount of Al (s-Al) in solid solution, and therefore does not include the amount of Al present as an Al oxide. Al content is 1
If it exceeds 10% by weight, a decrease in the amount of hydrogen occlusion occurs,
It becomes difficult to put it to practical use as a hydrogen storage alloy.

【0030】また、本発明材料は、炭素含有量及び窒素
含有量のいずれもが通常1000重量ppm以下、好ま
しくは500重量ppm以下とする。炭素及び窒素が多
量に存在すると、これらの原子が合金中の水素吸蔵サイ
トを占める可能性が高くなり、所望の水素吸蔵特性が得
られなくなるおそれがある。炭素含有量は、本発明の製
造方法において、例えば合金原料(純度等)の選択、炉
材の選択、カーボン電極の選択・設置方法、その他製造
条件の設定により適宜制御することができる。窒素含有
量は、本発明の製造方法において、例えば合金原料(純
度等)の選択、反応雰囲気、その他製造条件の設定によ
り適宜制御することができる。
In the material of the present invention, both the carbon content and the nitrogen content are generally 1000 ppm by weight or less, preferably 500 ppm by weight or less. If carbon and nitrogen are present in large amounts, these atoms are more likely to occupy hydrogen storage sites in the alloy, and the desired hydrogen storage properties may not be obtained. In the production method of the present invention, the carbon content can be appropriately controlled by, for example, selection of alloy raw materials (purity and the like), selection of furnace materials, selection and installation of carbon electrodes, and setting of other production conditions. In the production method of the present invention, the nitrogen content can be appropriately controlled by, for example, selection of alloy raw materials (purity and the like), reaction atmosphere, and setting of other production conditions.

【0031】さらに、上記材料中の酸素含有量は、通常
0.5〜2重量%程度、好ましくは1〜1.5重量%と
する。この範囲に酸素含有量を調節することにより、得
られる合金の機械的粉砕を容易に行うことが可能とな
る。酸素含有量は、固溶酸素をいい、Al23等として
存在する酸素は含まれない。この酸素含有量は、主とし
てAl系還元材の種類及び使用量によって制御すること
ができる。
Further, the oxygen content in the above material is usually about 0.5 to 2% by weight, preferably 1 to 1.5% by weight. By adjusting the oxygen content in this range, mechanical pulverization of the obtained alloy can be easily performed. The oxygen content refers to dissolved oxygen, and does not include oxygen existing as Al 2 O 3 or the like. This oxygen content can be controlled mainly by the type and amount of the Al-based reducing material.

【0032】本発明ではさらに上記のスラグ除去工程前
及び/又はスラグ除去工程後に、バナジウム系合金を再
溶解することもできる。再溶解により、バナジウム系合
金の内部に存在しているAl酸化物等も表面付近にスラ
グアウトされるので、Al又はスラグの除去をより効率
的に行うことができる。
In the present invention, the vanadium-based alloy can be re-dissolved before and / or after the slag removing step. By remelting, Al oxide and the like existing inside the vanadium-based alloy are also slagged out near the surface, so that Al or slag can be removed more efficiently.

【0033】再溶解する方法は特に制限されず、生成し
たバナジウム系合金塊を公知の溶融方法によって溶解さ
せれば良い。例えば、バナジウム系合金塊を高周波真空
誘導炉に投入し、そのすべてを溶解させた後、鋳込むこ
とにより冷却すれば良い。再溶解により、Al酸化物等
がバナジウム系合金鋳塊の表面付近にスラグアウトされ
るので、再溶解後は上記と同様のスラグ除去工程を実施
してスラグを取り除けば良い。また、アルミニウムが偏
在している場合には、再溶解によりアルミニウムの均一
な分散も図ることができる。
The method of remelting is not particularly limited, and the produced vanadium-based alloy lump may be melted by a known melting method. For example, a vanadium-based alloy lump may be put into a high-frequency vacuum induction furnace, all of which may be melted, and then cooled by casting. Since Al oxide and the like are slagged out near the surface of the vanadium-based alloy ingot by the remelting, the slag may be removed by performing the same slag removing step as described above after the remelting. In addition, when aluminum is unevenly distributed, uniform dispersion of aluminum can be achieved by re-dissolution.

【0034】再溶解を経てAl酸化物が除去されたバナ
ジウム系合金におけるAl酸化物の含有量は、通常0.
3重量%以下、好ましくは0.1重量%以下である。本
発明では、必要に応じて、再溶解とAl酸化物の除去と
を1回又はそれ以上繰り返しても良い。例えば、生成し
たバナジウム系合金鋳塊の表面付近のスラグを除去し、
合金鋳塊を再溶解した後、さらにAl酸化物の除去を行
い、次いで第二回目の再溶解を行い、さらにスラグアウ
トとたAl酸化物等の除去を再び行うこともできる。
The content of the Al oxide in the vanadium-based alloy from which the Al oxide has been removed through re-melting is usually 0.1.
It is at most 3% by weight, preferably at most 0.1% by weight. In the present invention, the re-dissolution and the removal of the Al oxide may be repeated once or more as necessary. For example, removing the slag near the surface of the generated vanadium alloy ingot,
After remelting the alloy ingot, the Al oxide can be further removed, then the second remelting can be performed, and the slag-out Al oxide can be removed again.

【0035】また、本発明では、再溶解させる際にT
i、Zr及びHfの少なくとも1種を添加することもで
きる。これらの成分は、脱酸剤としても作用するために
テルミットプロセスで合金化することは容易ではない
が、再溶解時に添加すればバナジウム系合金と合金化さ
せることが可能となる。これらの添加量は、合金組成、
最終製品の目的等に応じて適宜設定すれば良いが、通常
はバナジウム系合金鋳塊100重量部に対して10〜2
0重量部程度、好ましくは15〜17重量部添加すれば
良い。これらの成分は、単体金属として添加できるが、
金属間化合物又は合金の形態で添加しても良い。
In the present invention, when redissolving, T
At least one of i, Zr and Hf can be added. These components also act as a deoxidizing agent, so it is not easy to alloy them by a thermite process. However, if they are added at the time of re-melting, they can be alloyed with a vanadium-based alloy. The amount of these additives depends on the alloy composition,
It may be appropriately set according to the purpose of the final product, etc., and usually 10 to 2 parts by weight per 100 parts by weight of the ingot of the vanadium alloy.
About 0 part by weight, preferably 15 to 17 parts by weight may be added. These components can be added as single metals,
It may be added in the form of an intermetallic compound or an alloy.

【0036】必要に応じて、V系合金にさらに他の合金
成分を添加し、脱酸処理等を行って水素吸蔵合金を最終
的に得ることができる。他の合金成分を添加する時期
は、特に制限されず、V系合金の製造段階、再溶解時、
脱酸工程時、V系合金製造後等のいずれの段階であって
も良い。
If necessary, another alloy component is added to the V-based alloy, and a deoxidizing treatment or the like is performed to finally obtain a hydrogen storage alloy. The timing of adding the other alloy components is not particularly limited, and the production stage of the V-based alloy, re-melting,
The deoxidizing step may be performed at any stage such as after the production of the V-based alloy.

【0037】脱酸工程については、公知の脱酸方法に従
って行えば良い。この場合、脱酸剤としてLa、Ce等
の希土類元素あるいはこれらの合金又は混合物(Mm)
を用いることが好ましい。また、脱酸工程により、得ら
れる水素吸蔵合金の酸素含有量を2000重量ppm以
下、特に1000重量ppm以下とすることが好まし
い。
The deoxidizing step may be performed according to a known deoxidizing method. In this case, as a deoxidizing agent, rare earth elements such as La and Ce, or alloys or mixtures thereof (Mm)
It is preferable to use Further, it is preferable that the oxygen content of the hydrogen storage alloy obtained by the deoxidizing step be 2,000 ppm by weight or less, particularly 1000 ppm by weight or less.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、特に、テル
ミットプロセスを適用してバナジウム系水素吸蔵合金用
材料を製造することができる。こうして得られた上記材
料、すなわち本発明の材料は、Al含有量が一定量以下
に制御されているので、優れた水素吸蔵特性を発揮する
水素吸蔵合金を得ることができる。
According to the production method of the present invention, a material for a vanadium-based hydrogen storage alloy can be produced by applying a thermite process. Since the above-obtained material, that is, the material of the present invention, has an Al content controlled to a certain amount or less, a hydrogen storage alloy exhibiting excellent hydrogen storage characteristics can be obtained.

【0039】本発明の水素吸蔵合金用材料から得られる
水素吸蔵合金は、ニッケル水素電池等のようなアルカリ
二次電池用電極(負極)に使用できるほか、水素貯蔵
用、水素輸送用等の各分野での利用が可能である。
The hydrogen storage alloy obtained from the material for a hydrogen storage alloy of the present invention can be used for an electrode (negative electrode) for an alkaline secondary battery such as a nickel-metal hydride battery, etc., as well as for hydrogen storage and hydrogen transport. It can be used in the field.

【0040】[0040]

【実施例】以下に実施例を示し、本発明の特徴をより具
体的に説明する。なお、各物性は、それぞれ以下の方法
により測定した。下記測定方法におけるいずれの試料
も、テルミット反応後(再溶解前)にスラグを取り除い
て粉砕して均一化したものを用いた。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. In addition, each physical property was measured by the following method, respectively. All samples in the following measurement method were used after removing the slag after thermite reaction (before re-dissolving), pulverizing and homogenizing.

【0041】(1)Al含有量(s−Al量) 粒度16〜32メッシュ(0.495〜0.99mm)
に調節した試料0.5gを濃硫酸10mlと濃硝酸10
mlとの混合液に溶かし、加熱して硫酸白煙を発生さ
せ、冷却後、水50mlを添加し、再び加熱して塩類を
溶解させ、冷却した後、蒸留水で250mlメスシリン
ダにてメスアップし、25mlを分取した後、さらに1
00mlメスシリンダにてメスアップしたものを偏光ゼ
ーマン原子吸光分光光度計(「HITACHI Z-6100型」日立
製作所製)にて測定した。
(1) Al content (s-Al content) Particle size 16 to 32 mesh (0.495 to 0.99 mm)
0.5 g of the sample adjusted to 10 ml of concentrated sulfuric acid and 10 ml of concentrated nitric acid.
Dissolve in a mixed solution with water and heat to generate white smoke of sulfuric acid. After cooling, add 50 ml of water, heat again to dissolve the salts, cool, and then make up with a 250 ml measuring cylinder with distilled water. And after collecting 25 ml,
What was measured with a 00 ml measuring cylinder was measured with a polarized Zeeman atomic absorption spectrophotometer (“HITACHI Z-6100” manufactured by Hitachi, Ltd.).

【0042】(2)アルミニウム酸化物含有量 全Al量(t−Al量)から上記s−Al量を差し引い
た値をi−Al量とし、i−Al量に相当するAl23
量をアルミニウム酸化物含有量として求めた。
(2) Aluminum oxide content The value obtained by subtracting the s-Al content from the total Al content (t-Al content) is defined as i-Al content, and Al 2 O 3 equivalent to the i-Al content is obtained.
The amount was determined as the aluminum oxide content.

【0043】なお、t−Al量は以下のようにして測定
した。まず粒度16〜32メッシュ(0.495〜0.
99mm)に調節した試料0.2gをホウ酸リチウム
(m.p.=845℃)と混合し、得られた混合物を8
50℃で20分、1000℃で30分加熱し、その後冷
却する。次いで、この試料を、濃塩酸10mlと水12
0mlとの混合溶液に添加し、蒸留水で250mlメス
シリンダにてメスアップした。これを多元素光速シーケ
ンシャル分析型ICP(「SPS-1500VR」セイコー電子
製)にて測定した。
The amount of t-Al was measured as follows. First, a particle size of 16-32 mesh (0.495-0.
99 g) was mixed with lithium borate (mp = 845 ° C.) and the resulting mixture was
Heat at 50 ° C. for 20 minutes and 1000 ° C. for 30 minutes, then cool. Then, the sample was mixed with 10 ml of concentrated hydrochloric acid and 12 ml of water.
The mixture was added to a mixed solution of 0 ml, and the volume was increased with distilled water using a 250 ml measuring cylinder. This was measured by a multi-element light velocity sequential analysis type ICP (“SPS-1500VR” manufactured by Seiko Denshi).

【0044】(3)炭素含有量 粒度7〜16メッシュ(0.99〜2.79mm)に調
節した試料0.3gに助燃剤(W(1.5g)+Sn
(0.3g))を添加し、これをC、S赤外線吸収分析
装置(「HORIBA EMIA-520」堀場製作所製)にて測定し
た。
(3) Carbon content 0.3 g of a sample adjusted to a particle size of 7 to 16 mesh (0.99 to 2.79 mm) was added to a combustion aid (W (1.5 g) + Sn).
(0.3 g)), and the resulting mixture was measured using a C, S infrared absorption analyzer ("HORIBA EMIA-520" manufactured by Horiba, Ltd.).

【0045】(4)窒素含有量 粒状試料の場合は、7〜16メッシュ(0.99〜2.
79mm)に調節し、希塩酸中で超音波洗浄を1分間行
い、水洗した後、メタノール中で超音波洗浄を1分間行
った後、温風乾燥し、Ni製カプセルに50mg充填
し、分析計「LECOTC-436」(LECO社製)により測定
した。
(4) Nitrogen content In the case of a granular sample, 7 to 16 mesh (0.99 to 2.
79 mm), ultrasonic cleaning in dilute hydrochloric acid for 1 minute, washing with water, ultrasonic cleaning in methanol for 1 minute, drying with warm air, filling 50 mg into Ni capsules, and using an analyzer " LECOTC-436 "(manufactured by LECO).

【0046】粉状試料の場合は、100〜325メッシ
ュ(0.043〜0.15mm)に調節し、Ni製カプ
セルに50mg充填し、分析計「LECO TC-436」(LE
CO社製)により測定した。
In the case of a powdery sample, the size was adjusted to 100 to 325 mesh (0.043 to 0.15 mm), and the Ni capsule was filled with 50 mg, and the analyzer "LECO TC-436" (LE
Co., Ltd.).

【0047】固形試料の場合は、2〜3cm角程度に水
冷マイクロカッターにより切り出し、エンドレスベルト
で研磨(エタノールで冷却)し、クリッパーにより50
mgの試料片とし、希塩酸中で超音波洗浄を1分間行
い、水洗した後、メタノール中で超音波洗浄を1分間行
った後、温風乾燥し、Ni製カプセルに50mg充填
し、分析計「LECO TC-436」(LECO社製)により測
定した。
In the case of a solid sample, the sample is cut out to a size of about 2 to 3 cm by a water-cooled micro cutter, polished with an endless belt (cooled with ethanol), and cut with a clipper.
mg sample, ultrasonic cleaning in dilute hydrochloric acid for 1 minute, water washing, ultrasonic cleaning in methanol for 1 minute, hot air drying, filling 50 mg into Ni capsules, analyzer " LECO TC-436 "(manufactured by LECO).

【0048】(5)酸素含有量 上記(4)窒素含有量の測定方法と同様にして測定し
た。
(5) Oxygen content Measured in the same manner as in the above (4) Measurement of nitrogen content.

【0049】製造例1 V25、Ni及びNb25をV4Ni0.65Nb
0.047(V:82.74重量%、Ni15.49重量
%、Nb:1.77重量%)となるように秤量し、この
合金原料中の酸化物を還元するのに必要な理論量の95
%のAlを配合し、テルミットプロセス(大気中)を実
施した。得られた反応生成物からスラグをケレンハンマ
ーで取り除くことによりV4Ni0.65Nb0.047合金(V
系水素吸蔵合金用材料)を得た。
Production Example 1 V 2 O 5 , Ni and Nb 2 O 5 were converted to V 4 Ni 0.65 Nb
0.047 (V: 82.74% by weight, Ni 15.49% by weight, Nb: 1.77% by weight) was weighed, and 95 of the theoretical amount required to reduce oxides in the alloy raw material was obtained.
% Of Al, and a thermite process (in air) was performed. The slag is removed from the obtained reaction product with a kelen hammer to obtain a V 4 Ni 0.65 Nb 0.047 alloy (V
Based hydrogen storage alloy material).

【0050】このV系合金のAl含有量は約0.33重
量%であった。また、窒素含有量、炭素含有量及び酸素
含有量は、それぞれ100重量ppm、100重量pp
m及び1重量%であった。さらに、アルミニウム酸化物
の含有量は、0.24重量%であった。
The V content of this V-based alloy was about 0.33% by weight. Also, the nitrogen content, carbon content and oxygen content are 100 ppm by weight and 100 parts by weight, respectively.
m and 1% by weight. Further, the content of aluminum oxide was 0.24% by weight.

【0051】この合金を再溶解及び脱酸処理(脱酸剤と
してMmを使用)するとともにCr、Ti及びCoを添
加して最終的にV4TiNi0.65Co0.025Nb0.047
0.058合金(水素吸蔵合金)を作製した。
This alloy was redissolved and deoxidized (Mm was used as a deoxidizing agent), and Cr, Ti and Co were added, and finally V 4 TiNi 0.65 Co 0.025 Nb 0.047 C
r 0.058 alloy (hydrogen storage alloy) was produced.

【0052】実施例1 Al含有量による水素吸蔵特性の相違を調べた。Example 1 The difference in hydrogen storage characteristics depending on the Al content was examined.

【0053】得られるV系水素吸蔵合金用材料における
Al含有量が0.3重量%(試料1a)及び1.08重
量%(試料1b)となるようにAlを配合したほかは、
製造例1と同様にしてテルミットプロセスによりV4
0.65Nb0.047合金を製造した後、さらに製造例1と
同様にして再溶解及び脱酸処理するとともにCr、Ti
及びCoを添加することにより、最終的にAl含有量の
異なる2種類の水素吸蔵合金(V4TiNi0.65Co
0.025Nb0.047Cr0.058合金)を作製した。
Except that Al was blended so that the Al content in the obtained V-based hydrogen storage alloy material was 0.3% by weight (sample 1a) and 1.08% by weight (sample 1b),
V 4 N was formed by a thermite process in the same manner as in Production Example 1.
After producing an i 0.65 Nb 0.047 alloy, the alloy was further subjected to re-melting and deoxidizing treatment in the same manner as in Production Example 1 and Cr, Ti
Finally, two kinds of hydrogen storage alloys having different Al contents (V 4 TiNi 0.65 Co
0.025 Nb 0.047 Cr 0.058 alloy).

【0054】各合金を約1g(平均粒径40μm)を測
定反応容器内に充填した後、初期活性化処理を行い、次
いで温度20℃・2MPaの水素雰囲気下において水素
吸蔵特性(PCT特性)の測定を行った。これより各合
金の水素吸蔵量を測定したところ、試料aでは0.6H
/式量であったのに対し、Al含有量が1重量%を超え
る試料bでは0.4H/式量と低い値を示した。
After charging about 1 g (average particle size: 40 μm) of each alloy in the measurement reaction vessel, an initial activation treatment was performed, and then the hydrogen storage properties (PCT properties) of the hydrogen storage property at a temperature of 20 ° C. and 2 MPa in a hydrogen atmosphere were measured. A measurement was made. From this, the hydrogen storage amount of each alloy was measured.
/ Formula weight, whereas Sample b having an Al content of more than 1% by weight showed a low value of 0.4H / formula weight.

【0055】実施例2 Niの配合によるアルミニウム酸化物量の違いを調べ
た。
Example 2 The difference in the amount of aluminum oxide due to the blending of Ni was examined.

【0056】V25及びNiを用いてV80Ni20(試料
2a)となるように秤量したほかは、実施例1と同様に
してテルミットプロセスによりV80Ni20合金を製造し
た。この合金中のAl酸化物含有量は0.35重量%で
あった。
A V 80 Ni 20 alloy was produced by a thermit process in the same manner as in Example 1, except that V 2 O 5 and Ni were weighed to obtain V 80 Ni 20 (sample 2a). The Al oxide content in this alloy was 0.35% by weight.

【0057】同様に、V25のみを用いて、実施例1と
同様にしてテルミットプロセスによりV100(試料2
b)を製造し、そのAl酸化物含有量を測定したとこ
ろ、2.2重量%であった。
Similarly, using only V 2 O 5, V 100 (sample 2) was obtained by a thermite process in the same manner as in Example 1.
b) was prepared and its Al oxide content was measured to be 2.2% by weight.

【0058】実施例3 炭素含有量による水素吸蔵特性の相違を調べた。Example 3 The difference in hydrogen storage characteristics depending on the carbon content was examined.

【0059】得られるV系水素吸蔵合金用材料の炭素含
有量を150重量ppm(試料3a)及び1200重量
ppm(試料3b)となるように調節したほかは、実施
例1と同様にしてテルミットプロセスを実施した。さら
に、実施例1と同様にして再溶解及び脱酸処理するとと
もにCr、Ti及びCoを添加することにより、最終的
に炭素含有量の異なる2種類の水素吸蔵合金V4TiN
0.65Co0.025Nb0.047Cr0.058合金を製造した。
次いで、実施例1と同様にして水素吸蔵量を求めたその
結果、試料3aでは0.7H/式量であった。これに対
し、試料3bでは0.2H/式量であった。
Thermite process was performed in the same manner as in Example 1 except that the carbon content of the obtained V-based hydrogen storage alloy material was adjusted to 150 ppm by weight (sample 3a) and 1200 ppm by weight (sample 3b). Was carried out. Furthermore, by performing re-dissolving and deoxidizing treatment in the same manner as in Example 1, and adding Cr, Ti and Co, two kinds of hydrogen storage alloys V 4 TiN having different carbon contents are finally obtained.
An i 0.65 Co 0.025 Nb 0.047 Cr 0.058 alloy was produced.
Next, the amount of hydrogen occlusion was determined in the same manner as in Example 1, and as a result, the result was 0.7 H / formula amount in Sample 3a. In contrast, in Sample 3b, the amount was 0.2 H / formula.

【0060】実施例4 バナジウム酸化物の粒径によるバナジウム収率を調べ
た。
Example 4 The vanadium yield based on the particle size of the vanadium oxide was examined.

【0061】V25の粒径を0.05〜5mmの範囲に
調節したほかは、実施例1と同様にしてテルミットプロ
セスによりV4Ni0.65Nb0.047合金(試料4a)を製
造した。一方、V25の粒径を10mmとしたほかは、
実施例1と同様にしてテルミットプロセスによりV4
0.65Nb0.047合金(試料4b)を製造した。
A V 4 Ni 0.65 Nb 0.047 alloy (sample 4a) was produced by a thermite process in the same manner as in Example 1 except that the particle size of V 2 O 5 was adjusted to a range of 0.05 to 5 mm. On the other hand, except that the particle size of V 2 O 5 was 10 mm,
V 4 N was formed by a thermite process in the same manner as in Example 1.
An i 0.65 Nb 0.047 alloy (sample 4b) was produced.

【0062】試料aにおけるバナジウム収率は90〜9
5%であったのに対し、試料bでは80%しかなかっ
た。
The vanadium yield in sample a was 90 to 9
Sample b had only 80% compared to 5%.

【0063】実施例5 Al系還元材の粒径によるバナジウム収率を調べた。Example 5 The vanadium yield based on the particle size of the Al-based reducing agent was examined.

【0064】Alの粒径を0.1〜10mmの範囲に調
節したほかは、実施例1と同様にしてテルミットプロセ
スによりV4Ni0.65Nb0.047合金(試料a)を製造し
た。一方、Alの粒径を20mmとしたほかは、実施例
1と同様にしてテルミットプロセスによりV4Ni0.65
Nb0.047合金(試料b)を製造した。
A V 4 Ni 0.65 Nb 0.047 alloy (sample a) was produced by a thermite process in the same manner as in Example 1 except that the particle size of Al was adjusted to the range of 0.1 to 10 mm. On the other hand, V 4 Ni 0.65 was formed by a thermit process in the same manner as in Example 1 except that the particle size of Al was set to 20 mm.
An Nb 0.047 alloy (sample b) was manufactured.

【0065】試料aにおけるバナジウム収率は90〜9
5%であったのに対し、試料bでは80%しかなかっ
た。
The vanadium yield in sample a was 90 to 9
Sample b had only 80% compared to 5%.

【0066】実施例6 CaOの添加効果について調べた。Example 6 The effect of adding CaO was examined.

【0067】V25、Ni及びNb25をV4Ni0.65
Nb0.047(V:82.74重量%、Ni15.49重
量%、Nb:1.77重量%)となるように秤量し、合
金原料中の酸化物を還元するのに必要な理論量の95%
のAlを配合し、さらにCaOを1重量%(試料6
a)、5重量%(試料6b)及び10重量%(試料6
c)をそれぞれ添加し、実施例1と同様にしてテルミッ
トプロセスによりV4Ni0.65Nb0.047合金を製造し
た。各合金におけるスラグ中のV含有量及びAl酸化物
含有量を測定した。
V 2 O 5 , Ni and Nb 2 O 5 were converted to V 4 Ni 0.65
Nb 0.047 (V: 82.74% by weight, Ni 15.49% by weight, Nb: 1.77% by weight) is weighed, and 95% of the theoretical amount necessary for reducing the oxide in the alloy raw material is weighed.
Of Al and 1% by weight of CaO (sample 6).
a) 5% by weight (sample 6b) and 10% by weight (sample 6b)
c) was added, and a V 4 Ni 0.65 Nb 0.047 alloy was produced by a thermite process in the same manner as in Example 1. The V content and Al oxide content in the slag of each alloy were measured.

【0068】V含有量について、試料6aでは、6.3
重量%であるのに対し、試料6b及び試料6cではそれ
ぞれ4.9重量%及び2.8重量%に減少した。
Regarding the V content, in sample 6a, 6.3
%, Whereas in Samples 6b and 6c, they decreased to 4.9% and 2.8%, respectively.

【0069】Al酸化物含有量について、試料6aで
は、2.8重量%であるのに対し、試料6b及び試料6
cではそれぞれ2.1重量%及び1.6重量%に減少し
た。
The content of Al oxide in sample 6a was 2.8% by weight, while that in sample 6b and sample 6a was 2.8% by weight.
In the case of c, the content was reduced to 2.1% by weight and 1.6% by weight respectively.

【0070】実施例7 築炉材の違いによる酸素量の相違を調べた。Example 7 The difference in the amount of oxygen due to the difference in the furnace building materials was examined.

【0071】実施例1と同様にしてテルミットプロセス
によりV4Ni0.65Nb0.047合金を製造した。このテル
ミットプロセスに際し、築炉材(内面)がアルミナから
なる炉を使用して製造した合金(試料7a)及び築炉材
がマグネシアからなる炉を使用して製造した合金(試料
7b)について酸素含有量及びAl含有量を調べた。
A V 4 Ni 0.65 Nb 0.047 alloy was produced in the same manner as in Example 1 by a thermite process. In this thermit process, the oxygen content of an alloy manufactured using a furnace whose furnace material (inner surface) was made of alumina (sample 7a) and an alloy manufactured using a furnace whose furnace material was made of magnesia (sample 7b) were used. The amount and Al content were examined.

【0072】試料7aの酸素含有量は3.6重量%、A
l含有量1.6重量%であった。これに対し、試料7b
の酸素含有量は3.1重量%、Al含有量0.5重量%
であった。
The oxygen content of sample 7a was 3.6% by weight,
l content was 1.6% by weight. On the other hand, sample 7b
Has an oxygen content of 3.1% by weight and an Al content of 0.5% by weight
Met.

【0073】実施例8 再溶解によるアルミニウム酸化物の除去効果を調べた。Example 8 The effect of removing aluminum oxide by re-dissolution was examined.

【0074】実施例1と同様にしてテルミットプロセス
よりV4Ni0.65Nb0.047合金を製造した。この場合の
Al酸化物含有量(スラグ除去後)は0.5重量%であ
った。次いで、これを高周波誘導炉にて再溶解し、生成
した表面スラグを除去することによってV系合金中のA
l酸化物含有量を0.1重量%まで低下させることがで
きた。
In the same manner as in Example 1, a V 4 Ni 0.65 Nb 0.047 alloy was produced by a thermite process. In this case, the Al oxide content (after removing the slag) was 0.5% by weight. Next, this was redissolved in a high-frequency induction furnace, and the generated surface slag was removed to remove A in the V-based alloy.
The oxide content could be reduced to 0.1% by weight.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹下 博之 大阪府池田市緑丘1丁目8番31号 工業技 術院大阪工業技術研究所内 (72)発明者 川端 章夫 兵庫県赤穂市中広字東沖1603番1号 太陽 鉱工株式会社内 (72)発明者 吉永 英雄 兵庫県赤穂市中広字東沖1603番1号 太陽 鉱工株式会社内 (72)発明者 水谷 肇 兵庫県赤穂市中広字東沖1603番1号 太陽 鉱工株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Hiroyuki Takeshita 1-8-31 Midorigaoka, Ikeda-shi, Osaka, Japan Inside the Osaka Institute of Technology (72) Inventor Akio Kawabata Akihito, Nakahiroji, Ako-shi, Hyogo 1603-1 Taiyo Mining Co., Ltd. 1603-1, Higashi-oki, Taiyo Mining Co., Ltd.

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】バナジウム酸化物を含有する合金原料にA
l系還元材を混合してバナジウム酸化物の還元と合金化
を行うテルミットプロセスにおいて、生成するバナジウ
ム系合金中のAl含有量を1重量%以下とすることを特
徴とするバナジウム系水素吸蔵合金用材料の製造方法。
1. An alloy raw material containing vanadium oxide contains A
In a thermite process for reducing and alloying vanadium oxide by mixing an l-based reducing material, the content of Al in the resulting vanadium-based alloy is set to 1% by weight or less, for a vanadium-based hydrogen storage alloy. Material manufacturing method.
【請求項2】合金原料中の酸化物をすべて還元するのに
必要なAl理論量の85〜99%のAl量をAl系還元
材として用いる請求項1記載の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein an Al amount of 85 to 99% of a stoichiometric amount of Al required for reducing all oxides in the alloy raw material is used as the Al-based reducing material.
【請求項3】Al系還元材として、Al及びAl系合金
の少なくとも1種を用いる請求項1又は2に記載の製造
方法。
3. The method according to claim 1, wherein at least one of Al and an Al-based alloy is used as the Al-based reducing material.
【請求項4】Al系合金が、Cr、Cu、Ni、Co、
Mn及びTiの少なくとも1種とAlとの合金である請
求項3記載の製造方法。
4. An Al-based alloy comprising Cr, Cu, Ni, Co,
4. The method according to claim 3, wherein the alloy is an alloy of at least one of Mn and Ti and Al.
【請求項5】合金原料として、さらにNi、Fe、C
u、Co、Mn及びCrの少なくとも1種を含有する請
求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。
5. Ni, Fe, C as an alloy raw material.
The method according to claim 1, comprising at least one of u, Co, Mn, and Cr.
【請求項6】合金原料として、さらにNb及びTaの少
なくとも1種の酸化物を含有する請求項1〜5のいずれ
かに記載の製造方法。
6. The method according to claim 1, wherein the alloy material further contains at least one oxide of Nb and Ta.
【請求項7】生成するバナジウム系合金中の酸素含有量
を0.5〜2重量%とする請求項1〜6のいずれかに記
載の製造方法。
7. The method according to claim 1, wherein the oxygen content in the produced vanadium alloy is 0.5 to 2% by weight.
【請求項8】生成するバナジウム系合金中の炭素含有量
及び窒素含有量をいずれも1000重量ppm以下とす
る請求項1〜7のいずれかに記載の製造方法。
8. The method according to claim 1, wherein both the carbon content and the nitrogen content in the resulting vanadium alloy are 1,000 ppm by weight or less.
【請求項9】合金原料として粒径0.05〜5mmの範
囲内の粒状物を用い、かつ、Al系還元材として粒径
0.1〜10mmの範囲内の粒状物を用いる請求項1〜
8のいずれかに記載の製造方法。
9. The method according to claim 1, wherein a granular material having a particle size in the range of 0.05 to 5 mm is used as the alloy raw material, and a granular material having a particle size in the range of 0.1 to 10 mm is used as the Al-based reducing material.
9. The production method according to any one of the above items 8.
【請求項10】さらにCaO及びCaF2の少なくとも
1種を合金原料に添加する請求項1〜9のいずれかに記
載の製造方法。
10. The method according to claim 1, further comprising adding at least one of CaO and CaF 2 to the alloy raw material.
【請求項11】内面に酸化マグネシウム層が形成された
ルツボ中で合金原料とAl系還元材との反応を行う請求
項1〜10のいずれかに記載の製造方法。
11. The production method according to claim 1, wherein the reaction between the alloy raw material and the Al-based reducing material is performed in a crucible having a magnesium oxide layer formed on the inner surface.
【請求項12】2000〜2500℃で5分以上保持す
る請求項1〜11のいずれかに記載の製造方法。
12. The method according to claim 1, wherein the temperature is maintained at 2000 to 2500 ° C. for 5 minutes or more.
【請求項13】生成したバナジウム系合金を再溶解させ
る請求項1〜12のいずれかに記載の製造方法。
13. The method according to claim 1, wherein the produced vanadium alloy is remelted.
【請求項14】再溶解させるに際し、Ti、Zr及びH
fの少なくとも1種を添加する請求項13記載の製造方
法。
14. When re-dissolving, Ti, Zr and H
14. The method according to claim 13, wherein at least one of f is added.
【請求項15】Al含有量が1重量%以下であるバナジ
ウム系水素吸蔵合金用材料。
15. A material for a vanadium-based hydrogen storage alloy having an Al content of 1% by weight or less.
【請求項16】請求項1〜14のいずれかの製造方法に
より得られる合金であって、Al含有量が1重量%以下
であるバナジウム系水素吸蔵合金用材料。
16. A vanadium-based hydrogen storage alloy material having an Al content of 1% by weight or less, which is an alloy obtained by the method of any one of claims 1 to 14.
【請求項17】炭素含有量及び窒素含有量がいずれも1
000重量ppm以下である請求項15又は16に記載
のバナジウム系水素吸蔵合金用材料。
17. Both of the carbon content and the nitrogen content are 1
17. The material for a vanadium-based hydrogen storage alloy according to claim 15, wherein the content is not more than 000 ppm by weight.
【請求項18】アルミニウム酸化物の含有量が0.5重
量%以下である請求項15〜17のいずれかに記載のバ
ナジウム系水素吸蔵合金用材料。
18. The material for a vanadium-based hydrogen storage alloy according to claim 15, wherein the content of the aluminum oxide is 0.5% by weight or less.
【請求項19】酸素含有量が0.5〜2重量%である請
求項15〜18のいずれかに記載のバナジウム系水素吸
蔵合金用材料。
19. The material for a vanadium-based hydrogen storage alloy according to claim 15, wherein the oxygen content is 0.5 to 2% by weight.
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