JP3000146B1 - ABC-type hydrogen storage alloy and method for producing the same - Google Patents

ABC-type hydrogen storage alloy and method for producing the same

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JP3000146B1
JP3000146B1 JP28884498A JP28884498A JP3000146B1 JP 3000146 B1 JP3000146 B1 JP 3000146B1 JP 28884498 A JP28884498 A JP 28884498A JP 28884498 A JP28884498 A JP 28884498A JP 3000146 B1 JP3000146 B1 JP 3000146B1
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abc
hydrogen storage
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斎 上原
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Abstract

【要約】 【課題】優れた水素吸蔵特性を有し、低廉で軽量な水素
吸蔵合金を提供する。 【解決手段】 1.ABC相(但し、A元素はアルカリ
土類元素及び希土類元素の少なくとも1種、B元素はII
Ib族元素の少なくとも1種、C元素はIVb族元素の少
なくとも1種を示す。)を主要構成成分とするABC型
水素吸蔵合金。2.Axyz(但し、A元素はアルカ
リ土類元素及び希土類元素の少なくとも1種、B元素は
IIIb族元素の少なくとも1種、C元素はIVb族元素の
少なくとも1種を示す。x、y及びzは正の数であり、
かつ、その中の最大値が最小値の2倍以下である。)で
示される組成からなる合金原料を成形し、当該成形体を
670〜880℃で焼結することを特徴とするABC型
水素吸蔵合金の製造方法。
An inexpensive and lightweight hydrogen storage alloy having excellent hydrogen storage properties is provided. [MEANS FOR SOLVING PROBLEMS] ABC phase (where A element is at least one of alkaline earth elements and rare earth elements, B element is II
At least one kind of group Ib element and C element show at least one kind of group IVb element. An ABC-type hydrogen storage alloy containing (1) as a main component. 2. A x B y C z (where, A element at least one alkaline earth element and rare earth elements, B elements
At least one group IIIb element and C element represent at least one group IVb element. x, y and z are positive numbers;
In addition, the maximum value among them is not more than twice the minimum value. A method for producing an ABC-type hydrogen storage alloy, comprising: forming an alloy raw material having the composition shown in (1) and sintering the formed body at 670 to 880 ° C.

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、ABC型水素吸蔵
合金及びその製造方法に関する。
The present invention relates to an ABC-type hydrogen storage alloy and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来技術】水素を金属との化合物(すなわち金属水素
化物)の形態で貯蔵できる水素貯蔵用金属として、例え
ばアルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素のほ
か、チタン、バナジウム、ジルコニウム等が知られてい
る。また、水素貯蔵用合金としては、例えばLaNi5
に代表されるような六方晶CaCu5型結晶構造をもつ
AB5型希土類系合金、TiMn1.5に代表されるような
六方晶MgZn2型結晶構造又は立方晶MgCu2型結晶
構造をもつAB2型ラーベス相合金、TiFeに代表さ
れるような立方晶CsCl型結晶構造をもつAB型チタ
ン系合金、Mg2Niに代表されるような六方晶Mg2
i型結晶構造をもつA2B型マグネシウム系合金等が知
られている。
2. Description of the Related Art As a hydrogen storage metal capable of storing hydrogen in the form of a compound with a metal (that is, metal hydride), for example, titanium, vanadium, zirconium and the like are known in addition to alkali metals, alkaline earth metals and rare earth elements. ing. As the hydrogen storage alloy, for example, LaNi 5
AB 5 type rare earth alloys having a hexagonal CaCu 5 type crystal structure as represented by, and AB 2 type having a hexagonal MgZn 2 type crystal structure or a cubic MgCu 2 type crystal structure as represented by TiMn 1.5 Laves phase alloy, AB type titanium alloy having a cubic CsCl type crystal structure typified by TiFe, hexagonal Mg 2 N typified by Mg 2 Ni
A 2 B-type magnesium-based alloys having an i-type crystal structure are known.

【0003】これらの金属・合金は、それぞれに適合し
た水素圧力及び温度下に置くことによって水素化したり
(吸蔵反応)、あるいはその逆に脱水素化する(解離反
応又は放出反応)ことができる。金属水素化物は、比較
的低い水素圧力域で多量の水素を吸蔵でき、その単位体
積当たりの貯蔵密度は液体水素に匹敵する。その中で
も、水素と金属又は合金と直接反応することにより、速
やかに大量の水素を吸蔵する一方、吸蔵した水素を迅速
に放出する特性を有し、かつ、水素の吸蔵・放出を可逆
的に行えるものを水素吸蔵合金と称する。
[0003] These metals and alloys can be hydrogenated (occlusion reaction) or conversely dehydrogenated (dissociation reaction or release reaction) by placing them under a suitable hydrogen pressure and temperature. Metal hydrides can store large amounts of hydrogen in a relatively low hydrogen pressure range, and their storage density per unit volume is comparable to liquid hydrogen. Among them, by directly reacting with hydrogen and a metal or an alloy, it has a property of rapidly absorbing a large amount of hydrogen while rapidly releasing the stored hydrogen, and can reversibly store and release hydrogen. This is called a hydrogen storage alloy.

【0004】水素吸蔵合金の利用技術に関する研究は、
エネルギー技術分野を中心として盛んに行われている。
事実、水素の貯蔵・輸送、エネルギー変換媒体、二次電
池用負極材料等の用途に水素吸蔵合金が実用化されつつ
ある。
[0004] Research on utilization technology of hydrogen storage alloys is as follows.
Actively conducted in the field of energy technology.
In fact, hydrogen storage alloys are being put to practical use for applications such as storage and transport of hydrogen, energy conversion media, and negative electrode materials for secondary batteries.

【0005】一般に、水素吸蔵合金を実用化するに際し
ては、以下の諸特性が合金に対して要求される。すなわ
ち; (1)使用温度条件下で、扱いやすい水素吸蔵圧及び水
素放出圧を有すること (2)圧力一定のプラトーを有すること (3)使用温度条件下で、水素吸蔵速度及び水素放出速
度が速いこと (4)使用温度条件下及び扱いやすい圧力条件下で、繰
り返し吸蔵・放出できる有効水素量が多いこと (5)初期水素化時の活性化が容易であること (6)水素吸蔵及び水素放出に要する水素圧力の差(ヒ
ステリシス)が小さいこと (7)長期間にわたる吸蔵・放出の繰り返しに対する耐
久性を有すること (8)原料コストが安いこと (9)合金自体が軽いこと 現在、数種類の水素吸蔵合金が実用に供されているもの
の、これらは必ずしも上記(1)〜(9)の条件を全て
満足しているわけではなく、用途に応じて最低限必要な
条件を具備しているものを採用しているにすぎない。
In general, when a hydrogen storage alloy is put into practical use, the following properties are required for the alloy. (1) The hydrogen storage pressure and the hydrogen release pressure should be easy to handle under operating temperature conditions. (2) The plateau should have a constant pressure. Fast (4) A large amount of effective hydrogen that can be repeatedly stored and released under operating temperature conditions and easy-to-handle pressure conditions (5) Easy activation during initial hydrogenation (6) Hydrogen storage and hydrogen Hydrogen pressure difference required for release (hysteresis) is small. (7) Durability against repeated storage and release over a long period. (8) Raw material cost is low. (9) Alloy itself is light. Although hydrogen storage alloys are practically used, they do not necessarily satisfy all of the above conditions (1) to (9), and require the minimum necessary conditions according to the application. They just use what they have.

【0006】かかる観点より、上記(1)〜(9)の条
件を満たす水素吸蔵合金、すなわち優れた水素吸蔵特性
を有するとともに低廉・軽量な水素吸蔵合金の開発が要
望されている。
From this viewpoint, there is a demand for the development of a hydrogen storage alloy satisfying the above conditions (1) to (9), that is, a low-cost and lightweight hydrogen storage alloy having excellent hydrogen storage characteristics.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】低廉で軽量な合金とし
ては、カルシウム系の合金材料が知られている。カルシ
ウム系に属する水素吸蔵合金としては、CaNi5に代
表されるCa−Ni系合金のほか、CaMg2、CaA
2等が挙げられる。
As an inexpensive and lightweight alloy, a calcium-based alloy material is known. Examples of the hydrogen storage alloy belonging to the calcium series include Ca—Ni series alloys represented by CaNi 5 , and CaMg 2 , CaA
l 2, and the like.

【0008】しかしながら、CaNi5を除き、水素吸
蔵・放出反応は一応認められるものの、1)反応温度が
高い、2)水素との反応活性が低い、3)有効水素吸蔵
量が少ない、4)水素化に伴い不均化反応を生じて分解
する、5)大気との接触により合金表面に形成される緻
密な酸化物層が水素化反応を妨げる等の問題があり、現
状のままで実用化することは不可能に近い。また、Ca
Ni5においても、多段解離圧プラトーを有するほか、
合金製造が困難である等の問題もあり、実用化にあって
改善すべき点が残されている。
[0008] However, except for CaNi 5 , although hydrogen storage / release reactions are observed, 1) high reaction temperature, 2) low reaction activity with hydrogen, 3) low effective hydrogen storage capacity, 4) hydrogen 5) Decomposition occurs due to disproportionation, 5) There is a problem that the dense oxide layer formed on the alloy surface by contact with the atmosphere hinders the hydrogenation reaction, etc. That is nearly impossible. In addition, Ca
Ni 5 also has a multi-stage dissociation pressure plateau,
There are also problems such as difficulty in manufacturing alloys, and there are still points to be improved in practical use.

【0009】これに対し、上記CaAl2は、軽量・低
廉な水素吸蔵材料として期待できる金属間化合物であ
る。ところが、その水素吸蔵量は室温においてせいぜい
0.5重量%ほどにすぎず(図1の上図)、また初期活
性化もやや困難であることから、実用レベルの水素吸蔵
合金として用いるためにはなお改善する余地がある。
On the other hand, the above CaAl 2 is an intermetallic compound that can be expected as a lightweight and inexpensive hydrogen storage material. However, its hydrogen storage amount is only about 0.5% by weight at room temperature (upper figure in FIG. 1), and its initial activation is also somewhat difficult. There is still room for improvement.

【0010】従って、本発明は、優れた水素吸蔵特性を
有し、低廉で軽量な水素吸蔵合金を提供することを主な
目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an inexpensive and lightweight hydrogen storage alloy having excellent hydrogen storage properties.

【0011】[0011]

【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、特定組成からな
る合金が上記目的を達成できることを見出し、ついに本
発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies in view of the problems of the prior art, and as a result, have found that an alloy having a specific composition can achieve the above object, and finally completed the present invention. Reached.

【0012】すなわち、本発明は、下記に示すABC型
水素吸蔵合金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 ABC-type hydrogen storage alloy and a method for producing the same.

【0013】1.ABC相(但し、A元素はアルカリ土
類元素及び希土類元素の少なくとも1種、B元素はIII
b族元素の少なくとも1種、C元素はIVb族元素の少な
くとも1種を示す。)を主要構成成分とし、かつ、上記
ABC相が六方晶ホウ化アルミニウム型結晶構造を有
し、アルミニウムサイトがA元素、ホウ素サイトがB元
素及びC元素に占有されているABC型水素吸蔵合金。
1. ABC phase (however, A element is at least one of alkaline earth element and rare earth element, B element is III
At least one element of group b and C element represent at least one element of group IVb. ) As the main constituent , and
ABC phase has hexagonal aluminum boride type crystal structure
And the aluminum site is element A and the boron site is element B
ABC type hydrogen storage alloy occupied by element and C element .

【0014】2.Axyz(但し、A元素はアルカリ
土類元素及び希土類元素の少なくとも1種、B元素はII
Ib族元素の少なくとも1種、C元素はIVb族元素の少
なくとも1種を示す。x、y及びzは正の数であり、か
つ、その中の最大値が最小値の2倍以下である。)で示
される組成からなる合金原料を成形し、当該成形体を6
70〜880℃で焼結することを特徴とする、六方晶ホ
ウ化アルミニウム型結晶構造を有するABC型水素吸蔵
合金の製造方法。
2. A x B y C z (where, A element at least one alkaline earth element and rare earth elements, B elements II
At least one kind of group Ib element and C element show at least one kind of group IVb element. x, y and z are positive numbers, and the maximum value among them is not more than twice the minimum value. ) Is formed into an alloy raw material having the composition shown in
Characterized by sintering at seventy to eight hundred eighty ° C., hexagonal Akiraho
A method for producing an ABC-type hydrogen storage alloy having an aluminum iodide-type crystal structure .

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明の水素吸蔵合金は、ABC
相(但し、A元素はアルカリ土類元素及び希土類元素の
少なくとも1種、B元素はIIIb族元素の少なくとも1
種、C元素はIVb族元素の少なくとも1種を示す。)を
主要構成成分とする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The hydrogen storage alloy according to the present invention comprises ABC
Phase (however, element A is at least one of alkaline earth elements and rare earth elements, and element B is at least one of group IIIb elements)
The species, element C, represents at least one of the IVb group elements. ) Is the main constituent.

【0016】上記アルカリ土類元素としては、ベリリウ
ム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリ
ウム等の1種又は2種以上が使用できる。また、上記希
土類元素としては、スカンジウム、イットリウム、ラン
タン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウ
ム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビ
ウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリ
ウム、イッテルビウム、ルテチウム及びこれらの混合物
Mmが挙げられる。このA元素としては、少なくともカ
ルシウムを含むことが好ましい。
As the alkaline earth element, one or more of beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium and the like can be used. Examples of the rare earth element include scandium, yttrium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium, and mixtures Mm thereof. The element A preferably contains at least calcium.

【0017】上記IIIb族元素としては、ホウ素、アル
ミニウム、ガリウム、インジウム及びタリウムが挙げら
れ、これらの1種又は2種以上が使用できる。このB元
素としては、少なくともアルミニウムを含むことが好ま
しい。
Examples of the group IIIb element include boron, aluminum, gallium, indium and thallium, and one or more of these can be used. The B element preferably contains at least aluminum.

【0018】上記IVb族元素としては、炭素、ケイ素、
ゲルマニウム、スズ及び鉛が挙げられ、これらの1種又
は2種以上が使用できる。このC元素としては、少なく
ともケイ素を含むことが好ましい。
As the above-mentioned IVb group elements, carbon, silicon,
Germanium, tin and lead can be used, and one or more of these can be used. This C element preferably contains at least silicon.

【0019】本発明におけるABC相としては、A元素
として少なくともCaを含み、B元素として少なくとも
Alを含み、C元素として少なくともSiを含むことが
好ましい(すなわち、ABC相がCaAlSi系合金相
であることが好ましい)。このCaAlSi系合金相を
形成させることにより優れた水素吸蔵特性を得ることが
できる。CaAlSi系合金相としては、例えばCaA
lSi相等が特に好ましい。
The ABC phase in the present invention preferably contains at least Ca as an A element, at least Al as a B element, and at least Si as a C element (that is, the ABC phase is a CaAlSi-based alloy phase). Is preferred). By forming this CaAlSi-based alloy phase, excellent hydrogen storage properties can be obtained. As the CaAlSi-based alloy phase, for example, CaA
An lSi phase or the like is particularly preferred.

【0020】本発明におけるABC相は、一般に、六方
晶ホウ化アルミニウム(AlB2)型結晶構造を有す
る。この場合、AlB2型結晶構造のアルミニウムサイ
トがA元素、AlB2型結晶構造のホウ素サイトがB元
素及びC元素に占有されていることが好ましい。ABC
相がCaAlSi系合金相である場合も、上記結晶構造
をとることが好ましい。すなわち、アルミニウムサイト
の少なくとも一部がCaに占有され、ホウ素サイトの少
なくとも一部がAl及びSiに占有されていることが好
ましい。例えばCaAlSi系合金相がCaAlSi相
である場合には、アルミニウムサイトがCa、ホウ素サ
イトがAl及びSiに占有されていることが好ましい。
The ABC phase in the present invention generally has a hexagonal aluminum boride (AlB 2 ) type crystal structure. In this case, it is preferable that the aluminum sites AlB 2 type crystal structure is the element A, boron site AlB 2 type crystal structure is occupied by the element B and the element C. ABC
Even when the phase is a CaAlSi-based alloy phase, it is preferable to have the above crystal structure. That is, it is preferable that at least a part of the aluminum site is occupied by Ca and at least a part of the boron site is occupied by Al and Si. For example, when the CaAlSi-based alloy phase is a CaAlSi phase, it is preferable that the aluminum site is occupied by Ca and the boron site is occupied by Al and Si.

【0021】本発明の水素吸蔵合金において、その合金
全体の組成としては、上記ABC相を有する限り特に限
定されないが、特にAxyz(但し、A元素はアルカ
リ土類元素及び希土類元素の少なくとも1種、B元素は
IIIb族元素の少なくとも1種、C元素はIVb族元素の
少なくとも1種を示す。x、y及びzは正の数であり、
かつ、その中の最大値が最小値の2倍以下(好ましくは
1.5倍以下)である。)で示される組成であることが
望ましい。このような全体組成をとることによって、よ
り多くのABC相を確実に析出させることができる。上
記x、y及びzは、正の数であり、かつ、その中の最大
値が最小値の2倍以下である限りは、互いに異なる値で
あっても良いし、このうちの2つ又は3つが同じ値であ
っても良い(x、y及びzについては以下も同じ)。
[0021] In the hydrogen absorbing alloy of the present invention, the composition of the entire alloy is not particularly limited as long as it has the ABC phase, in particular A x B y C z (where, A element is an alkaline earth elements and rare earth elements At least one of the above, the B element is
At least one group IIIb element and C element represent at least one group IVb element. x, y and z are positive numbers;
In addition, the maximum value is twice or less (preferably 1.5 times or less) the minimum value. ) Is desirable. By taking such an overall composition, more ABC phase can be reliably precipitated. The x, y, and z are positive numbers and may be different from each other as long as the maximum value among them is not more than twice the minimum value, or two or three of these values. May have the same value (the same applies to x, y, and z below).

【0022】本発明では、ABC相としてCaAlSi
系合金相が好ましいことから、合金全体の組成として特
に(Ca1-aax(Al1-bby(Si1-ccz
は(CaPax(AlQby(SiRcz(但し、P元
素はアルカリ土類元素及び希土類元素の少なくとも1
種、Q元素はIIIb族元素の少なくとも1種、R元素はI
Vb族元素の少なくとも1種を示す。0≦a≦0.2
(好ましくは0≦a≦0.1)、0≦b≦0.2(好ま
しくは0≦b≦0.1)、0≦c≦0.2(好ましくは
0≦c≦0.1)、x、y及びzは正の数であり、か
つ、その中の最大値が最小値の2倍以下、好ましくは
1.5倍以下である。)であることが望ましい。この合
金全体組成を採用することによって、より多くのCaA
lSi系合金相を確実に形成することができる。
In the present invention, CaAlSi is used as the ABC phase.
Since system alloy phase is preferred, particularly the composition of the entire alloy (Ca 1-a P a) x (Al 1-b Q b) y (Si 1-c R c) z or (CaP a) x (AlQ b ) Y (SiR c ) z (where P is at least one of an alkaline earth element and a rare earth element)
Species, Q element is at least one of IIIb group elements, R element is I
Shows at least one Vb group element. 0 ≦ a ≦ 0.2
(Preferably 0 ≦ a ≦ 0.1), 0 ≦ b ≦ 0.2 (preferably 0 ≦ b ≦ 0.1), 0 ≦ c ≦ 0.2 (preferably 0 ≦ c ≦ 0.1), x, y, and z are positive numbers, and the maximum value thereof is twice or less, preferably 1.5 times or less the minimum value. ) Is desirable. By employing this overall alloy composition, more CaA
An lSi-based alloy phase can be reliably formed.

【0023】本発明の水素吸蔵合金の製造方法として
は、上記ABC相を形成できる限りは特に制限されず、
例えば上記の合金全体組成からなる合金原料を用い、こ
れを熔解したり、あるいは高温で焼結(特に固相反応焼
結)することにより製造することができる。
The method for producing the hydrogen storage alloy of the present invention is not particularly limited as long as the above-mentioned ABC phase can be formed.
For example, it can be manufactured by using an alloy raw material having the above-described overall alloy composition and melting or sintering (particularly, solid phase reaction sintering) at a high temperature.

【0024】本発明では、特に固相反応焼結による方法
が好ましい。すなわち、前記Axyzで示される組成
をもつ合金原料を成形し、当該成形体を通常670〜8
80℃程度で焼結する方法が好ましい。この製造方法に
より、目的とする合金組成をもつ水素吸蔵合金を再現性
良く得ることができる。この場合、まず最も低い融点を
もつ成分の融点又はそれよりもやや高めの温度で保持し
た後、徐々に最終焼結温度まで高めて焼結させることが
好ましい。
In the present invention, a method based on solid phase reaction sintering is particularly preferred. That is, molding the A x B y alloy materials having a composition represented by C z, usually 670-8 the molded body
A method of sintering at about 80 ° C. is preferable. According to this manufacturing method, a hydrogen storage alloy having an intended alloy composition can be obtained with good reproducibility. In this case, it is preferable to first maintain at the melting point of the component having the lowest melting point or at a temperature slightly higher than that, and then gradually raise the temperature to the final sintering temperature for sintering.

【0025】また、ABC相としてCaAlSi系合金
相を形成させる場合には、前記(Ca1-aax(Al
1-bby(Si1-ccz又は(CaPax(Al
by(SiRczで示される組成をもつ合金原料を成
形し、当該成形体を通常670〜880℃程度で焼結す
ることが好ましい。この場合も、まず最も低い融点をも
つ成分の融点又はそれよりもやや高めの温度で保持した
後、徐々に最終焼結温度まで高めて焼結させることが好
ましい。
When a CaAlSi-based alloy phase is formed as the ABC phase, the (Ca 1-a P a ) x (Al
1-b Q b ) y (Si 1 -c R c ) z or (CaP a ) x (Al
Q b) y (shaping the SiR c) alloy raw material having a composition represented by z, it is preferable to sinter the molded body usually about six hundred seventy to eight hundred eighty ° C.. Also in this case, it is preferable to first maintain the melting point of the component having the lowest melting point or at a temperature slightly higher than that, and then gradually raise the temperature to the final sintering temperature for sintering.

【0026】合金原料は、各成分の単体金属、合金等を
上記所定の合金組成となるように秤量し、公知の方法に
従って混合し、さらに必要に応じて粉砕すれば良い。粉
砕により、粒径75μm未満の粉末とすれば良い。本発
明における合金原料としては、目的とする合金組成が得
られる限り、例えばAl供給源として空き缶、Si供給
源として半導体の不良品・廃棄品等も適宜使用すること
ができる。
The alloy raw material may be obtained by weighing the individual metals, alloys, and the like of each component so as to have the above-mentioned predetermined alloy composition, mixing them according to a known method, and further pulverizing them as necessary. The powder having a particle size of less than 75 μm may be obtained by pulverization. As the alloy raw material in the present invention, for example, empty cans can be used as an Al supply source, and defective or discarded semiconductor products can be used as a Si supply source, as long as a desired alloy composition can be obtained.

【0027】本発明では、合金原料の一部として、アル
カリ土類元素−IIIb族元素系合金を用いることが好ま
しい。このような合金としては、例えばCaAl1.8
を使用することができる。
In the present invention, it is preferable to use an alkaline earth element-IIIb group element alloy as a part of the alloy raw material. As such an alloy, for example, CaAl 1.8 or the like can be used.

【0028】次いで、合金原料を用いて所望の形状に成
形する。成形方法は、公知の方法に従えば良く、例え
ば、加圧成形、CIP成形等を採用することができる。
成形圧は、特に制限されないが、通常は20〜30MP
a程度とすれば良い。また本発明では、HIP成形によ
り焼結と同時に成形することもできる。
Next, the alloy material is formed into a desired shape. The molding method may be in accordance with a known method, and for example, pressure molding, CIP molding or the like can be employed.
The molding pressure is not particularly limited, but is usually 20 to 30MPa.
It may be about a. Further, in the present invention, the sintering can be performed simultaneously with the sintering by the HIP molding.

【0029】焼結温度は前記のように通常670〜88
0℃とすれば良いが、焼結時間は焼結温度等に応じて適
宜決定すれば良い。また、焼結する雰囲気は、通常は不
活性ガス(ヘリウム、アルゴン等)雰囲気とすれば良
い。また、焼結装置としては、例えば雰囲気炉等の公知
の装置を使用することができる。
The sintering temperature is usually 670 to 88 as described above.
The temperature may be set to 0 ° C., but the sintering time may be appropriately determined according to the sintering temperature or the like. The sintering atmosphere may be an inert gas (helium, argon, etc.) atmosphere. Further, as the sintering device, a known device such as an atmosphere furnace can be used.

【0030】得られた焼結体は、必要に応じて焼鈍、再
熔解等の公知の処理を適宜施すこともできる。これらの
処理条件も公知の条件に従って実施すれば良い。
The obtained sintered body can be appropriately subjected to known treatments such as annealing and re-melting, if necessary. These processing conditions may be performed according to known conditions.

【0031】本発明のABC型水素吸蔵合金は、例えば
水素貯蔵用材料、水素輸送用材料等の各用途において有
用である。これらの使用方法自体は公知の方法に従って
用いれば良い。
The ABC type hydrogen storage alloy of the present invention is useful in various applications such as a material for storing hydrogen and a material for transporting hydrogen. These methods of use may be used according to known methods.

【0032】[0032]

【作用】本発明の製造方法では、焼結に先立って原料粉
末を成形(加圧成形)し、次いで成形体の焼結を行う固
相反応焼結法を採用できる。従って、例えばAlを合金
原料として用いた場合には、Alの優れた延展性、低融
点性(m.p.=約660℃)等から成形助剤ないしは
焼結助剤としての役割も期待できる。
According to the production method of the present invention, a solid phase reaction sintering method in which the raw material powder is formed (press-formed) prior to sintering and then the formed body is sintered can be employed. Therefore, for example, when Al is used as an alloy raw material, it can also be expected to play a role as a forming aid or a sintering aid because of its excellent spreadability and low melting point (mp = about 660 ° C.). .

【0033】また、アルカリ土類元素等のように蒸気圧
の高い成分(高蒸気圧成分)は高温下で揮発しやすいの
で、通常の製造条件においては合金秤量段階(予定組
成)と合金完成段階(実際組成)との間で組成のズレが
生じることが多い。ところが、Alを成分の一つとして
用いた場合はAlが他の成分よりも先に融解することに
より、高蒸気圧成分がAlにより実質的に被覆された状
態になるので、高蒸気圧成分の逸失を抑制ないし防止で
き、さらには高蒸気圧成分とAlとが反応する結果、目
的とする合金組成を確実に得ることができる。
Also, components having a high vapor pressure (high vapor pressure components), such as alkaline earth elements, are likely to volatilize at high temperatures, so that under normal production conditions, the alloy weighing stage (planned composition) and the alloy completion stage (Actual composition) in many cases. However, when Al is used as one of the components, the high-vapor-pressure component is substantially covered with Al by melting before the other components. Loss can be suppressed or prevented, and the high vapor pressure component reacts with Al, so that the desired alloy composition can be reliably obtained.

【0034】さらに、固相反応焼結では、金属粒子間に
起こる固相拡散現象を利用することから、雰囲気温度を
合金各成分の融点にまで上げる必要はなく、省エネルギ
ー化を図ることができる。
Further, in the solid phase reaction sintering, since the solid phase diffusion phenomenon occurring between metal particles is utilized, it is not necessary to raise the ambient temperature to the melting point of each component of the alloy, and energy saving can be achieved.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明のABC型水素吸蔵合金は、広い
温度範囲内で優れた水素吸蔵特性(水素吸蔵・放出速度
等)を発揮できるので、例えば水素貯蔵用、水素輸送用
等に好適に用いることができる。
The ABC type hydrogen storage alloy of the present invention can exhibit excellent hydrogen storage characteristics (hydrogen storage / release speed, etc.) within a wide temperature range, and thus is suitable for hydrogen storage, hydrogen transport, etc. Can be used.

【0036】また、合金原料として、例えばAl供給源
として空き缶、Si供給源として半導体の不良品・廃棄
品等も使用できるので、製品価格の低廉化を図れると同
時に資源リサイクル・環境保護にも寄与することができ
る。
Further, as an alloy raw material, for example, an empty can as an Al supply source and a defective or waste semiconductor product can be used as a Si supply source, so that the product price can be reduced and resource recycling and environmental protection can be achieved. can do.

【0037】さらに、本発明のABC型水素吸蔵合金に
おいて、Al等の軽い金属を主体とする場合には、合金
自体の軽量化も図ることができる。
Further, in the ABC-type hydrogen storage alloy of the present invention, when a light metal such as Al is mainly used, the weight of the alloy itself can be reduced.

【0038】[0038]

【実施例】以下、実施例を示し、本発明の特徴とすると
ころをより明確にする。なお、実施例における特性・物
性の評価・解析は以下の方法により行った。
The present invention will be described below in more detail with reference to examples. The evaluation and analysis of the characteristics and physical properties in the examples were performed by the following methods.

【0039】(1)粉末X線回折測定(XRD)による
分析 ギニエ−ヘッグカメラ法により実施した。試料合金の粉
末を内部標準用Si微粉末及び表面劣化防止用流動パラ
フィンと混練したものを測定用試料とした。これによ
り、本発明合金が六方晶AlB2型結晶構造を有するこ
とを確認した。
(1) Analysis by powder X-ray diffraction measurement (XRD) The analysis was performed by the Guinier-Heg camera method. A sample for measurement was obtained by kneading the sample alloy powder with Si fine powder for internal standard and liquid paraffin for preventing surface deterioration. This confirmed that the alloy of the present invention had a hexagonal AlB 2 type crystal structure.

【0040】(2)走査型電子顕微鏡(SEM)による
観察 ダイヤモンド微細粒を含む油性研磨剤を用いて試料合金
を鏡面研磨したものを十分に洗浄・乾燥した後にSEM
観察を行った。これにより、合金組織の観察及び構成成
分の分布の確認を行った。
(2) Observation by Scanning Electron Microscope (SEM) A mirror-polished sample alloy using an oil-based abrasive containing fine diamond particles was thoroughly washed and dried, and then subjected to SEM.
Observations were made. Thereby, the alloy structure was observed and the distribution of the constituent components was confirmed.

【0041】(3)波長分散型X線分光分析(WDX)
による測定 SEM観察用の試料を転用し、これをWDXに供した。
この分析方法により、合金組織各部の構成成分の比率を
測定した。
(3) Wavelength dispersive X-ray spectroscopy (WDX)
A sample for SEM observation was diverted and supplied to WDX.
By this analysis method, the ratio of the constituent components of each part of the alloy structure was measured.

【0042】(4)水素圧力−組成−温度(PCT)特
性測定 測定に先立って試料合金約500mg(粒径75μm未
満)をステンレス鋼製測定用反応容器内に封入した後、
初期活性化処理を行った。その後、200℃以下・4M
Pa以下の水素雰囲気中においてPCT特性の測定を行
った。この測定により、合金の水素吸蔵量及び平衡水素
解離圧を確認した。
(4) Measurement of Hydrogen Pressure-Composition-Temperature (PCT) Characteristics Prior to the measurement, about 500 mg (particle size: less than 75 μm) of the sample alloy was sealed in a stainless steel measurement reaction vessel.
Initial activation processing was performed. After that, 200 ℃ or less ・ 4M
The PCT characteristics were measured in a hydrogen atmosphere of Pa or less. This measurement confirmed the hydrogen storage capacity and the equilibrium hydrogen dissociation pressure of the alloy.

【0043】参考例1 CaAl2において、構成成分の一つであるAlの一部
をSiにより置換したCaAl1.8Si0.2合金を作製し
た。
REFERENCE EXAMPLE 1 A CaAl 1.8 Si 0.2 alloy was prepared by substituting a part of Al which is one of the constituent components in CaAl 2 with Si.

【0044】まず、AlチップとSiチップをモル比で
Al:Si=1.8:0.2となるように秤量し、高純
度Ar雰囲気中でアーク熔解を行ってボタン状のAl
1.8Si0.2合金を得た。この合金を数mm大に切り分け
て、さらに上記所定の組成比となるようにCa粒を添加
した後、高純度Ar雰囲気中で高周波誘導熔解を行って
最終的にCaAl1.8Si0.2合金を得た。
First, an Al chip and a Si chip were weighed so that Al: Si = 1.8: 0.2 in a molar ratio, and arc melting was performed in a high-purity Ar atmosphere to form a button-shaped Al chip.
A 1.8 Si 0.2 alloy was obtained. This alloy was cut into several mm pieces, and Ca particles were further added so as to have the above-mentioned predetermined composition ratio. Then, high-frequency induction melting was performed in a high-purity Ar atmosphere to finally obtain a CaAl 1.8 Si 0.2 alloy. .

【0045】得られた合金について、粉末X線回折測定
及び走査型電子顕微鏡による微細組織観察を行った。そ
の結果を図2に示す。図2より、このCaAl1.8Si
0.2合金は立方晶MgCu2型結晶構造を有する主相と六
方晶結晶構造を有する粒界相の二相から構成されている
ことがわかる。
The obtained alloy was subjected to powder X-ray diffraction measurement and microstructure observation with a scanning electron microscope. The result is shown in FIG. FIG. 2 shows that the CaAl 1.8 Si
It can be seen that the 0.2 alloy is composed of two phases, a main phase having a cubic MgCu 2 type crystal structure and a grain boundary phase having a hexagonal crystal structure.

【0046】次に、この二相合金の水素吸蔵特性につい
て、PCT特性の測定を通じて評価を行った。その結
果、図1(下図)に示すように、平衡水素解離圧及び作
動温度の変化はほとんど観察されなかったが、水素吸蔵
量に関しては160℃で1.35重量%に達した。この
水素吸蔵量は、化学量論比組成合金CaAl2の水素吸
蔵量の約2.7倍に相当し、現在利用されている代表的
な水素吸蔵合金であるAB5型希土類系合金に匹敵する
水素吸蔵量である。
Next, the hydrogen storage characteristics of the two-phase alloy were evaluated through measurement of PCT characteristics. As a result, as shown in FIG. 1 (lower figure), changes in the equilibrium hydrogen dissociation pressure and operating temperature were hardly observed, but the hydrogen storage amount reached 1.35% by weight at 160 ° C. This hydrogen storage amount is equivalent to about 2.7 times the hydrogen storage amount of the stoichiometric composition alloy CaAl 2 , and is comparable to the AB 5 type rare earth alloy which is a typical hydrogen storage alloy currently used. This is the hydrogen storage capacity.

【0047】さらに、この二相合金の合金組織について
詳細に調べたところ、主相はMgCu2型結晶構造を有
するラーベス相合金CaAl2-δSiδ(δ<<1)で
あったが、粒界相はAlB2型結晶構造を有する新規化
合物CaAlSiであった。この結晶構造の模式図を図
3に示す。この結晶構造は、波長分散型X線分光分析に
よる組成分析の結果、粉末X線回折測定結果及びその強
度データに基づいて行ったRietveld解析計算に
よる構造解析の結果を比較・検討することにより確定し
た。
Further, when the alloy structure of the two-phase alloy was examined in detail, the main phase was a Laves phase alloy CaAl 2-δ Si δ (δ << 1) having a MgCu 2 type crystal structure. The boundary phase was a novel compound CaAlSi having an AlB 2 type crystal structure. FIG. 3 shows a schematic diagram of this crystal structure. This crystal structure was determined by comparing and examining the results of composition analysis by wavelength dispersive X-ray spectroscopy, the results of powder X-ray diffraction measurement, and the results of structural analysis by Rietveld analysis based on the intensity data. .

【0048】実施例1 CaAlSi相を比較的多く含むCaAl1.8Si合金
を作製した。
Example 1 A CaAl 1.8 Si alloy containing a relatively large amount of CaAlSi phase was prepared.

【0049】まず、参考例1で得られたCaAl1.8
0.2合金を粒径75μm未満の粒子サイズになるまで
瑪瑙製乳鉢により粉砕した。この粉砕物に上記所定の組
成となるようにSi微粉末(粒径75μm未満)を加
え、十分に混合した。この混合粉末を金型に充填して2
5MPaにて加圧し、錠剤状の成形体(サイズφ9mm
×3mm)を作製した。この成形体を0.1MPaの高
純度Ar雰囲気下700℃で96時間焼結することによ
り焼結体(焼結体合金)を得た。
First, the CaAl 1.8 S obtained in Reference Example 1 was used.
The i0.2 alloy was ground in an agate mortar until the particle size was less than 75 μm. Si fine powder (particle size: less than 75 μm) was added to the pulverized product so as to have the above-mentioned predetermined composition, and mixed sufficiently. This mixed powder is filled in a mold and 2
Pressurized at 5MPa to make a tablet-shaped molded body (size φ9mm
× 3 mm). This molded body was sintered at 700 ° C. for 96 hours in a high-purity Ar atmosphere of 0.1 MPa to obtain a sintered body (sintered body alloy).

【0050】得られた焼結体の構造を粉末X線回折測定
により調べた。その結果を図4に示す。図4の結果よ
り、六方晶AlB2型結晶構造を有する物質と六方晶L
23型結晶構造(なお、一部文献によっては六方晶C
aAl2Ge2型結晶構造に分類される。)を有する物質
との二相から構成されていることが判明した。これに関
し、Ca−Al−Si合金三元平衡状態図(400℃)
を図5に示す。金属間化合物結晶に関するデータベース
(Edited by P.Villars and L.D.Calvert,"Pearson's H
andbook of Crystallographic Data for Intermetallic
Phases", ASM International, vol.1(1991)p.697)を
合わせて考えることにより、後者の物質はCaAl2
2であることが判明した。さらに、ここで得られた回
折強度データに基づいてAlB2型結晶構造を反映する
回折ピークに対して前記Rietveld解析計算を行
った結果、後記の結晶パラメータで得られた計算結果と
実験結果とが非常に良く対応していた。このことから、
この焼結体におけるAlB2型結晶構造を有する物質は
CaAlSiであることが確認できた。従って、この焼
結体はCaAlSi相とCaAl2Si2相の二相から構
成されていることがわかる。
The structure of the obtained sintered body was examined by powder X-ray diffraction measurement. FIG. 4 shows the results. From the results of FIG. 4, it can be seen that the substance having the hexagonal AlB 2 type crystal structure and the hexagonal L
a 2 O 3 type crystal structure (a hexagonal C
aAl 2 Ge 2 type crystal structure. ) Was found to be composed of two phases. In this regard, Ca-Al-Si alloy ternary equilibrium diagram (400 ° C)
Is shown in FIG. Database on intermetallic compound crystals (Edited by P. Villars and LDCalvert, "Pearson's H
andbook of Crystallographic Data for Intermetallic
Phases ", ASM International, vol.1 (1991) p.697), the latter substance is CaAl 2 S
It was found to be i 2. Further, as a result of performing the Rietveld analysis calculation on the diffraction peak reflecting the AlB 2 type crystal structure based on the diffraction intensity data obtained here, the calculation result obtained with the crystal parameters described below and the experimental result are shown. He responded very well. From this,
It was confirmed that the substance having an AlB 2 type crystal structure in this sintered body was CaAlSi. Accordingly, it can be seen that this sintered body is composed of two phases, the CaAlSi phase and the CaAl 2 Si 2 phase.

【0051】なお、本発明の六方晶AlB2型結晶構造
を有するCaAlSiなる金属間化合物は、過去に結晶
学的データの報告がなく、また平衡状態図にも掲載され
ていない新規化合物である。この化合物に対して結晶構
造解析を進めた結果を表1に示す。
The intermetallic compound of the present invention, CaAlSi having a hexagonal AlB 2 type crystal structure, is a novel compound for which no crystallographic data has been reported in the past and which has not been published in the equilibrium diagram. Table 1 shows the results of crystal structure analysis of this compound.

【0052】[0052]

【表1】 [Table 1]

【0053】六方晶AlB2型結晶構造を有し、かつ、
水素吸蔵・放出を可逆的に行うことができる水素吸蔵合
金としては過去にThNi2、ZrBe2の例が報告され
ている。しかし、これらは組成構成的にはAB2型に属
することは明白であり、本発明によるABC型とは本質
的に異なるものである。
Having a hexagonal AlB 2 type crystal structure, and
ThNi 2 and ZrBe 2 have been reported in the past as examples of hydrogen storage alloys capable of reversibly storing and releasing hydrogen. However, it is clear that they belong to the type AB 2 in compositional composition, which is essentially different from the ABC type according to the present invention.

【0054】実施例2 実施例1で得られた焼結体を反応容器中にて3MPaの
水素雰囲気下200℃で24時間放置することにより水
素化処理を行った。次いで、反応容器から取り出した試
料を粉砕し、粉末X線回折測定を通じてその結晶構造を
解析した。図6に粉末X線回折図形を示す。結晶性は、
水素誘起アモルファス化に伴い全体的に劣化していた。
また、CaAlSi相によるピークが相対的に弱くなっ
ていることから、ABC相が水素誘起アモルファス化に
寄与していることがわかる。
Example 2 A hydrogenation treatment was carried out by leaving the sintered body obtained in Example 1 at 200 ° C. for 24 hours in a 3 MPa hydrogen atmosphere in a reaction vessel. Next, the sample taken out of the reaction vessel was pulverized, and its crystal structure was analyzed through powder X-ray diffraction measurement. FIG. 6 shows a powder X-ray diffraction pattern. Crystallinity is
It deteriorated as a whole with hydrogen-induced amorphization.
Further, since the peak due to the CaAlSi phase is relatively weak, it is understood that the ABC phase contributes to the hydrogen-induced amorphization.

【0055】この水素化処理に伴い、焼結体において生
じた相及び結晶構造の変化は、CaAlSi相の水素化
によるものと考えられる。水素化前後の結晶体積の変化
をすべて結晶内水素の存在によるものと仮定して計算し
た結果、2重量%強の水素が吸蔵されたと推算できた。
このことから、水素化物相CaAlSiH2±δが生成
されていることがわかる。
It is considered that the change in the phase and the crystal structure in the sintered body caused by the hydrogenation is due to the hydrogenation of the CaAlSi phase. As a result of calculation assuming that all changes in crystal volume before and after hydrogenation were due to the presence of hydrogen in the crystal, it was estimated that slightly more than 2% by weight of hydrogen was absorbed.
This indicates that the hydride phase CaAlSiH 2 ± δ was generated.

【0056】図7にCaAlSi相を含むCaAl1.8
Si合金(○印)のPCT特性曲線を示す。この合金は
CaAlSi相とCaAl2Si2相との二相共存状態で
あるが、後者はこの測定温度域において水素吸蔵特性を
ほとんど示さないので、水素吸蔵のほぼすべてはCaA
lSi相の存在によるものと判断できる。また、ここに
おける測定結果は前記の推算結果にほぼ対応している。
FIG. 7 shows CaAl 1.8 containing CaAlSi phase.
3 shows a PCT characteristic curve of a Si alloy (marked by ○). Although this alloy is in a two-phase coexistence state of a CaAlSi phase and a CaAl 2 Si 2 phase, the latter hardly exhibits hydrogen storage characteristics in this measurement temperature range.
This can be determined to be due to the presence of the lSi phase. In addition, the measurement results here substantially correspond to the above estimation results.

【0057】実施例3 実施例1のCaAl1.8Siにおいて、Caの5モル%
に相当する量をLaにより置換した焼結体合金Ca0.95
La0.05Al1.8Siを実施例1と同様にして作製し
た。その結晶構造を実施例1と同様にして調べたとこ
ろ、六方晶ホウ化アルミニウム(AlB2)型結晶構造
の存在が確認できた。また、実施例2と同様にしてPC
T特性を測定した。その結果を図8に示す。
Example 3 In the CaAl 1.8 Si of Example 1, 5 mol% of Ca
Sintered alloy Ca 0.95 in which the amount corresponding to
La 0.05 Al 1.8 Si was produced in the same manner as in Example 1. When the crystal structure was examined in the same manner as in Example 1, the existence of a hexagonal aluminum boride (AlB 2 ) type crystal structure was confirmed. Also, in the same manner as in the second embodiment, the PC
The T characteristic was measured. FIG. 8 shows the result.

【0058】実施例4〜7 Ca0.91Sr0.09AlSi(実施例4)、Ca0.90Mg
0.10AlSi(実施例5)、CaAl1.5Ge(CaA
lGe、CaAl2Ge2及び未知相の混合状態)(実施
例6)、CaAl1.5Si0.95Ge0.05(CaAlG
e、CaAlSi、CaAl2Ge2及びCaAl2Si2
の混合状態)(実施例7)の組成をもつ合金を実施例1
と同様にして作製し、実施例1と同様にして構造を調べ
た。その結果、いずれにも六方晶ホウ化アルミニウム
(AlB2)型結晶構造の存在が確認された。また、各
焼結体合金のPCT特性を実施例2と同様にして調べ
た。各焼結体合金の最大水素吸蔵量を表2に示す。
Examples 4 to 7 Ca 0.91 Sr 0.09 AlSi (Example 4), Ca 0.90 Mg
0.10 AlSi (Example 5), CaAl 1.5 Ge (CaA
lGe, mixed state of CaAl 2 Ge 2 and unknown phase) (Example 6), CaAl 1.5 Si 0.95 Ge 0.05 (CaAlG
e, CaAlSi, CaAl 2 Ge 2 and CaAl 2 Si 2
Example 1) An alloy having a composition of Example 7
The structure was examined in the same manner as in Example 1. As a result, the existence of a hexagonal aluminum boride (AlB 2 ) crystal structure was confirmed in each case. The PCT characteristics of each sintered alloy were examined in the same manner as in Example 2. Table 2 shows the maximum hydrogen storage capacity of each sintered alloy.

【0059】[0059]

【表2】 [Table 2]

【0060】表2の結果より、本発明のABC型水素吸
蔵合金は、水素吸蔵量が1.2重量%前後を示すことか
ら、優れた水素吸蔵特性を有することがわかる。
From the results shown in Table 2, it can be seen that the ABC-type hydrogen storage alloy of the present invention has excellent hydrogen storage properties because the hydrogen storage amount is about 1.2% by weight.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】CaAl2合金及びCaAl1.8Si0.2合金の
PCT特性曲線である。
FIG. 1 is a PCT characteristic curve of a CaAl 2 alloy and a CaAl 1.8 Si 0.2 alloy.

【図2】CaAl1.8Si0.2合金の粉末X線回折図(S
iの回折ピークは内部標準用として測定直前に添加した
Si粉末によるもの)及び合金組織(イメージ)との対
応関係を示す図である。
FIG. 2 is a powder X-ray diffraction diagram of CaAl 1.8 Si 0.2 alloy (S
FIG. 6 is a diagram showing the correspondence between the diffraction peak of i and that of an alloy structure (image) due to the Si powder added immediately before measurement for the internal standard.

【図3】CaAlSiの結晶構造の概略図である。FIG. 3 is a schematic view of a crystal structure of CaAlSi.

【図4】CaAl1.8Si焼結体の粉末X線回折図であ
る。
FIG. 4 is a powder X-ray diffraction diagram of a CaAl 1.8 Si sintered body.

【図5】Ca−Al−Si合金三元状態図(Edited by
P.Villars, A.Prince and H.Okamoto, "Handbook of Te
rnary Alloy Phase Diagrams(Second Printing)", ASMI
nternational(1997)より抜粋)である。
FIG. 5 is a ternary phase diagram of a Ca—Al—Si alloy (Edited by
P. Villars, A. Prince and H. Okamoto, "Handbook of Te
rnary Alloy Phase Diagrams (Second Printing) ", ASMI
excerpt from nternational (1997)).

【図6】水素雰囲気に静置後のCaAl1.8Si焼結合
金の粉末X線回折図である。
FIG. 6 is a powder X-ray diffraction diagram of a CaAl 1.8 Si sintered alloy after standing in a hydrogen atmosphere.

【図7】CaAl1.8Si焼結体のPCT特性曲線を示
す。
FIG. 7 shows a PCT characteristic curve of a CaAl 1.8 Si sintered body.

【図8】Ca0.95La0.05AlSi焼結体のPCT特性
曲線を示す。
FIG. 8 shows a PCT characteristic curve of a Ca 0.95 La 0.05 AlSi sintered body.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 境 哲男 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 上原 斎 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 ダグ ノレウス スウェーデン王国、ストックホルム市、 S−10691ストックホルム大学内 (56)参考文献 特開 平10−8180(JP,A) 特開 平8−13076(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22C 21/00 - 21/18 B22F 3/10 C22C 1/04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tetsuo Sakai 1-38-31 Midorioka, Ikeda-shi, Osaka Prefecture Inside the Osaka Institute of Technology (72) Inventor Sei Uehara 1- 8-31 Midorioka, Ikeda-shi, Osaka No. Osaka Institute of Industrial Technology, Institute of Industrial Science (72) Inventor Doug Noreus S-10691, Stockholm, Sweden, Sweden (56) References JP-A-10-8180 (JP, A) JP-A-8-13076 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C22C 21/00-21/18 B22F 3/10 C22C 1/04

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ABC相(但し、A元素はアルカリ土類元
素及び希土類元素の少なくとも1種、B元素はIIIb族
元素の少なくとも1種、C元素はIVb族元素の少なくと
も1種を示す。)を主要構成成分とし、かつ、上記AB
C相が六方晶ホウ化アルミニウム型結晶構造を有し、ア
ルミニウムサイトがA元素、ホウ素サイトがB元素及び
C元素に占有されているABC型水素吸蔵合金。
An ABC phase (where A represents at least one element of an alkaline earth element and a rare earth element, B represents at least one element of a group IIIb element, and C element represents at least one element of a group IVb element). As a main component , and AB
The C phase has a hexagonal aluminum boride type crystal structure,
Luminium site is element A, boron site is element B and
ABC type hydrogen storage alloy occupied by C element .
【請求項2】合金全体の組成がAxyz(但し、A元
素はアルカリ土類元素及び希土類元素の少なくとも1
種、B元素はIIIb族元素の少なくとも1種、C元素はI
Vb族元素の少なくとも1種を示す。x、y及びzは正
の数であり、かつ、その中の最大値が最小値の2倍以下
である。)で示される請求項記載のABC型水素吸蔵
合金。
2. A composition of the entire alloy A x B y C z (where, A element at least one alkaline earth element and rare earth elements
Species, element B is at least one element of group IIIb, and element C is I
Shows at least one Vb group element. x, y and z are positive numbers, and the maximum value among them is not more than twice the minimum value. ABC-type hydrogen storage alloy of claim 1, wherein represented by).
【請求項3】ABC相において、A元素として少なくと
もCaを含み、B元素として少なくともAlを含み、C
元素として少なくともSiを含む請求項1記載のABC
型水素吸蔵合金。
3. The ABC phase contains at least Ca as an A element, at least Al as a B element,
2. The ABC according to claim 1, which contains at least Si as an element.
Type hydrogen storage alloy.
【請求項4】ABC相が六方晶ホウ化アルミニウム型結
晶構造を有し、アルミニウムサイトの少なくとも一部が
Caに占有され、ホウ素サイトの少なくとも一部がAl
及びSiに占有されている請求項記載のABC型水素
吸蔵合金。
4. The ABC phase has a hexagonal aluminum boride type crystal structure, wherein at least a part of aluminum sites is occupied by Ca, and at least a part of boron sites is Al
The ABC-type hydrogen storage alloy according to claim 3 , occupied by Si and Si.
【請求項5】合金全体の組成が(Ca1-aax(Al
1-bby(Si1-ccz又は(CaPax(Al
by(SiRcz(但し、P元素はアルカリ土類元素
及び希土類元素の少なくとも1種、Q元素はIIIb族元
素の少なくとも1種、R元素はIVb族元素の少なくとも
1種を示す。0≦a≦0.2、0≦b≦0.2、0≦c
≦0.2、x、y及びzは正の数であり、かつ、その中
の最大値が最小値の2倍以下である。)で示される請求
又はに記載のABC型水素吸蔵合金。
It is 5. The overall alloy composition (Ca 1-a P a) x (Al
1-b Q b ) y (Si 1 -c R c ) z or (CaP a ) x (Al
Q b ) y (SiR c ) z (provided that P is at least one of alkaline earth elements and rare earth elements, Q is at least one of Group IIIb elements, and R is at least one of Group IVb elements) 0 ≦ a ≦ 0.2, 0 ≦ b ≦ 0.2, 0 ≦ c
≦ 0.2, x, y and z are positive numbers, and the maximum value among them is not more than twice the minimum value. The ABC-type hydrogen storage alloy according to claim 3 or 4 , wherein
【請求項6】Axyz(但し、A元素はアルカリ土類
元素及び希土類元素の少なくとも1種、B元素はIIIb
族元素の少なくとも1種、C元素はIVb族元素の少なく
とも1種を示す。x、y及びzは正の数であり、かつ、
その中の最大値が最小値の2倍以下である。)で示され
る組成からなる合金原料を成形し、当該成形体を670
〜880℃で焼結することを特徴とする、六方晶ホウ化
アルミニウ ム型結晶構造を有するABC型水素吸蔵合金
の製造方法。
6. A x B y C z (where, A element at least one alkaline earth element and rare earth elements, B elements IIIb
At least one element of group IV and element C represent at least one element of group IVb. x, y and z are positive numbers, and
The maximum value is less than twice the minimum value. ) Is formed into an alloy raw material having the composition shown in FIG.
Hexagonal boride characterized by sintering at ~ 880 ° C
Method for producing ABC-type hydrogen storage alloy having aluminum type crystal structure.
【請求項7】(Ca1-aax(Al1-bby(Si
1-ccz又は(CaPax(AlQby(SiRcz
(但し、P元素はアルカリ土類元素及び希土類元素の少
なくとも1種、Q元素はIIIb族元素の少なくとも1
種、R元素はIVb族元素の少なくとも1種を示す。0≦
a≦0.2、0≦b≦0.2、0≦c≦0.2、x、y
及びzは正の数であり、かつ、その中の最大値が最小値
の2倍以下である。)で示される組成からなる合金原料
を成形し、当該成形体を670〜880℃で焼結するこ
とを特徴とする、六方晶ホウ化アルミニウム型結晶構造
を有するABC型水素吸蔵合金の製造方法。
7. (Ca 1-a P a) x (Al 1-b Q b) y (Si
1-c R c ) z or (CaP a ) x (AlQ b ) y (SiR c ) z
(However, P element is at least one of alkaline earth elements and rare earth elements, and Q element is at least one of IIIb group elements.)
The species and the R element represent at least one of the IVb group elements. 0 ≦
a ≦ 0.2, 0 ≦ b ≦ 0.2, 0 ≦ c ≦ 0.2, x, y
And z are positive numbers, and the maximum value among them is not more than twice the minimum value. ), And sintering the formed body at 670 to 880 ° C., wherein the hexagonal aluminum boride type crystal structure is formed.
A method for producing an ABC-type hydrogen storage alloy having :
【請求項8】合金原料の一部として、アルカリ土類元素
−IIIb族元素系合金を用いる請求項又はに記載の
製造方法。
As 8. Some alloy materials, production method according to claim 6 or 7 using an alkaline earth element -IIIb group element alloy.
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