JPS5831050A - 水素貯蔵用合金の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水素の貯蔵用に使用されるＦｅ　−Ｔｉ−Ｚｒ
　−Ｍ　（但しＭはＮｂ、Ｍｏの１種または２種）系合
金の製造法に関するものであって、Ｚｒ＃ＮｂまたはＭ
Ｏ等の金属成分のバラツキの少ない均一な組成を有する
水素計ｌ用合金を褥ることを目的とするものである。

従来水素貯蔵用合金として）１．Ｆｅ−’Ｉ’ｉ系合・
金、ＭＭ　−Ｎｉ系合金（但しＭＭｋま希土類金属）−
Ｎｉ−系合金が提案されてし）る。このおよび鬼 うちＦｅ　−Ｔｉ、系合金レマ他の合金に比較して原料
１１−□が１０劃−−６１□、まだ重層の１富亨て才等
力Ｓら、もつとも実用化の早し）合金として期待され　
・ている０ 本出願人はさきにＦｅ　−Ｔｉ　−Ｚｒ　−Ｍ果合金力
１らなる水素貯蔵用合金を提案した（特願昭５５−１１
９１７２号参照）。

ｉ＋ｊ記Ｆｅ　−Ｔｉ　−Ｚｒ　−Ｍ系番金（Ｍ＆’！
、　Ｎｂ　、　ＭＯの１種または２種。以下同じ）＆ま
、Ｆｅ　−Ｔｉ系合金の活性化を容易にするために提案
されたもの、であって、Ｆｅ−Ｔｉ系合金のマド１）ツ
クスに、′少量のＺｒ　、’　Ｎｂ　、　Ｍｏ等の金属
を配合し、真空中または不活性ガス雰囲気中でアーク溶
解またをマ誘導加熱溶解により製造するものである。

通常のＦｅ　−Ｔｉ系合金をま、これを１５０μ以下に
粉砕し、約１０Ｔｏｒｒの真空で保持した後３０〜５０
気圧の水素ガス雰囲気中で２５０〜ｌ＋００℃で加熱し
、常温に冷却する活性化処理を１０回以上繰返す必要が
あるが、上述のＦｅ−Ｔｉ　−Ｚｒ　−Ｍ系合金はｌ　
０−２Ｔｏｒｒ　＋７）真空中、常温、で保持した後、
常温で３０〜５０気圧の水素ガス雰囲気中に保持するこ
とにより簡単に活性化され、水素の貯蔵、放出特性の安
定した合金ならしめることができる。

しかし％　Ｚｒ　ｅ　Ｉ’Ｊ’ｂ　’ｇ　ｌ’ｉｌｏ等
の融点がそれぞれ１９００°Ｃ，２４１５℃および２６
２０℃と高いため、これらの金属をＦｃ、　−Ｔｉ系合
金マトリックスに添加した場合に溶解が不充分となりや
すく、従って得られる合金の成分バラツキが大きく、シ
かもこのバラツキが水素の吸貯、放出特性のバラツキと
なり、品質の安定したＦｅ　−Ｔｉ　−Ｚｒ　−Ｍ系合
金を得ることが困難である。

また、前述の各種金属はいずれも高価なため、他方Ｎ　
Ｂｅ　−Ｔｒ　、１％合金の製造に当り、チタン・の原
料としてフェロチタンを使用するものもあるが、フェロ
チタンは工業規模で四塩化チタンをマグネシウムで還元
して得られたスポンジチタンのうち、酸素含有量の高い
もの、すなわちスポンジチタンの格外品に相当するもの
に、鉄源を加えて再溶解するか、またはチタン鉱石をテ
ルミット法で製造するものである。

しかし、上述のフェロチタンはいずれも酸素７含有量が
高く、またテルミット法ではフェロチタンにＡｔ等が介
在しており、水素貯蔵用合金として、は不適当である。

本発明は特許請求の範囲に記載した構成とすることによ
り、Ｚｒ、ＮＩ　Ｍｏ等の少量添加金′属のバラツキの
少なく、かつ水素貯蔵、放出特性の安定した合金を得る
ことができた。

第１表は本発明で使用するフェロアロイの一例示と、Ｚ
ｒ　ｔ　Ｎｂ　＋　Ｍｏの金属との物性値とを比較した
ものである。

第１表から明らかなごとく、フェロジルコニウム、フェ
ロニオブ、フェロモリブデンはいずれも純金属より融点
が低く、また比重も純金属より僅かに少なく、さらに７
エロアロイのために１各元素の蒸発損失が減少する。

本発明は、チタン源としてＴｉ　９９：　７％のス　　
゛ポンジチタン、鉄源としてＦｅ　９９．８％の電解鉄
を使用し、これに添加する金属の前記各種フェロアロイ
の所望量を添加し、真空中またはアルゴン等の不活性雰
囲気中でアーク溶解または６導加熱溶解によって製造〜
する。

かくして得られた合金は、常温下でｌ　５０　／７以下
に粉砕し、真空容器中で常温、１Ｏ−２Ｔｏｒｒの真空
中に１０−３０分１■保持したのち、高純度（９９，９
９９９９％）の水素ガスを導入し、３０〜ヰＯ気圧に保
持することにより簡単に活性化される。

本発明において使用するフェロジルコニウム。

フエロニオブまたはフェロモリブデンは、いずれも鉄鋼
中へのＺｒ、ＮｂまたはＭＯの添加剤として用いられる
ものであって、いずれも純金属より価格が低廉であり入
手も容易であるほか、これら金属がフェロアロイとして
稀釈されているため、溶解の容“易さに加えＦｅ　−Ｔ
ｉ系合金マトリックス中への分散が容易であるためバラ
ツキの少ない均一なＦｅ　−Ｔｉ−−Ｚｒ　−Ｍ系合金
を得ることができ、従って水素の貯蔵、放出特性の安定
した合金たらしめることかできる。

以上のごとく本発明はＦｅ　−Ｔｉ　−Ｚｒ　−Ｍ系の
水素貯蔵用合金を製造するに当り、Ｆｅ　−Ｔｉ系合金
マトリックスにＺｒ、ＮｂまたはＭＯ等の少量添加金属
をフェロアロイとして添加することによって、これら少
量添加金属のバラツキの少ない均一な合金を簡単に製造
することができ、従って水素の貯蔵、放出特性の安定し
たＦｅ　−Ｔｉ−Ｚｒ−Ｍ系水素貯蔵用合金を得ること
ができる０ また、少量添加金属をそれらのフェロアロイとして使用
するため、製造コストを低減ならしめるという利点もあ
る。

〔実施例１．〕 チタン源および鉄源としてＴｉ　９９．７％ノスポンジ
チタンおよびＦｅ　９９．９％の電解鉄を使用し、ｚｒ
、’ＮｂおよびＭＯ源としてしま木登Ｉ］１１の方法で
は第１表のフェロアロイを使用し、従来方法ではＺｒ９
９．５％の金属ジルコニウム、Ｎｂ　９９．５％の金属
ニオブおよびＭＯ９９，９％の金属モリブデンを使用し
て水素吸蔵合金を製造した０ 一 ′４Ｉ−＠　　−ｈ　オ　い。

第２表は人造黒鉛ルツボ使用、アルゴンガス雰囲気中、
高周波誘導加熱によシ溶湯規模３、　ｏ　ｋｇ、＆１〜
３は溶解温度１３５０±１０℃、ＡＩ＋〜５は１３８０
±１０℃、溶解後の保持時間１５分として水素吸蔵合金
の溶製を行ない、金型に厚さ約２　ｃｍに鋳込み、冷却
後２５０Ｐ以下に粉砕し、約Ｌ　０−２Ｔｏｒｒの真空
に３０分間保持した後３５　ａｔｍの高純度水素ガス（
純度９９．９９９９９％）雰囲気下に保持して活性化処
理を行ない水素吸蔵量を測定した結果である。

ｚｒと罰をフェロアロイで添加した＆１、Ｎｂのみをフ
ェロアロイで添加した屋３およびｚｒとＭＯをフェロア
ロイで添加した應４のｌ／Ａずれも純金属を使用した従
来法による合金よりも水素吸蔵量が大きく、優れてし）
た。

屋１およびＡ２についてインゴットの−Ｌ。

中、下よりサンプルをとり分析および水素吸蔵置の測定
を行なった結果は第３表の通りであり、Ａ２の従来法に
よるものよりＡ１の本発明の方法によるものの方が成分
および水素吸蔵量のバラツキが少なかった。

磯　　□　　　−〜　　　１ 〔実施例２．〕 実施例１と同じ原料を用い、水冷鋼ルツボ使用、アルゴ
ンガス雰囲気中でタングステン電極使用、アーク溶解に
より溶解規模０．５ｋｇ電流６００Ａで水素吸蔵合金の
溶製を行なった。結果は第４表の通りである。この場合
均一なインゴットを得るためには上面を溶解後インデン
トを裏返して再度溶解することが必要であるが、本発明
の方法による場合溶解が早く、均一なインイツトを得る
までの時間が大巾に短縮され、しかも得られた合金の特
性は従来品具」二であった。

第１頁の続き ０発　明　者　賀集誠一部 千葉県印施郡へ街町八街に−５３ 番地２３３ ■出　願−人　日本真空技術株式会社 茅ケ崎市萩園２５００番地 ■出　願　人　眞空冶′金株式会社 千葉県山武郡山武町横田５１６番

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一、　　　。、の製造において、スポンジ≠タンまたは
   チタンスクラップおよび電解鉄原料に、Ｚｒ、Ｎｂまた
   はＭＯをそれぞれフェロジルコニウム、フェロニオブま
   たはフエロモリフテンの１種または２種以上を原料とし
   て添加した後、真空中または不活性雰囲気中で溶解する
   こと番特徴とする水素貯蔵用合金の製造法。