PT1817439E - Ligas de materiais reactivos não evaporáveis para a sorção de hidrogénio - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO

LIGAS DE MATERIAIS REACTIVOS NÃO EVAPORÁVEIS PARA A SORÇÃO DE

HIDROGÉNIO O presente invento refere-se a ligas de materiais reactivos não evaporáveis (ligas getter) para a sorção de hidrogénio. Em particular, o invento lida com ligas de materiais reactivos não evaporáveis que têm boas propriedades de sorção de hidrogénio a temperaturas relativamente baixas.

Muitas aplicações no campo da indústria ou investigação exigem, para o seu trabalho correcto, uma atmosfera isenta de hidrogénio num recipiente fechado; o espaço dentro do recipiente pode ser mantido, quer sob condições de vácuo elevado, quer cheio com uma atmosfera de um determinado gás (ou misturas de gás) . Exemplos de aplicações industriais nas quais o hidrogénio é prejudicial são os invólucros sob vácuo para isolamento térmico (por exemplo garrafas térmicas, também chamadas "termos", ou colectores solares), devido à elevada condutividade térmica deste gás; alguns tipos de lâmpadas, nas quais a presença de hidrogénio no gás de enchimento provoca, normalmente, uma variação dos parâmetros físicos de operação (tal como a voltagem de iluminação); ou os tubos de produção de raios X. Os processos de produção destes dispositivos compreendem uma etapa de evacuação do contentor e seu possível enchimento com o gás pretendido, mas sempre que é produzido um vácuo elevado ou um gás livre de 6672 oxigénio, existem mecanismos que levam o hidrogénio a reentrar no sistema; estes mecanismos são, principalmente, a desgaseificação das paredes do recipiente e a permeabilidade ao hidrogénio através destas paredes a partir da atmosfera exterior para o recipiente, provocando assim problemas na operação correcta dos referidos dispositivos. Devido a estes mecanismos, o hidrogénio também representa a principal contribuição para a pressão residual em sistemas de vácuo muito elevado (UHV - Ultra-High Vacuum)), tal como os aceleradores de partículas utilizados no campo da investigação.

Para remover estes traços de hidrogénio utilizam-se normalmente materiais reactivos não evaporáveis (conhecidos no ramo como NEG's - Non-Evaporable Getter) , isto é, materiais que podem fixar quimicamente as moléculas de hidrogénio assim como de outros gases, tais como a água, oxigénio e óxidos de carbono. Os materiais reactivos são normalmente metais dos grupos de transição III, IV e V ou suas ligas com outros elementos, normalmente metais de transição ou alumínio. Os materiais reactivos mais usados são as ligas à base de titânio e, em particular, de zircónio.

Estes materiais e a sua utilização na sorção do oxigénio de espaços sob vácuo ou de gases inertes são bem conhecidos e estão descritos num conjunto de patentes, tais como a patente US 3,203,901 (que revela ligas de zircónio-alumínio), a patente US 4,071,335 (ligas de zircónio-níquel), a patente US 4,312,669 (ligas de zircónio-vanádio-ferro), a patente US 2 6672 4,668,424 (ligas de zircónio-níquel-terras raras com a adição opcional de ou mais metais), a patente US 4,839,085 (ligas de zircónio-vanádio-E, em que E é um elemento escolhido de entre Fe, Ni, Mn e Al) , e a patente US 5, 961,750 (ligas de zircónio-cobalto-terras raras).

Em particular, no que diz respeito à sorção de hidrogénio, a utilização de itrio ou misturas sólidas que o contêm é conhecida. A patente US 3,953,755 revela a utilização deste elemento (protegido por camadas finas de outros metais) no interior de lâmpadas de descarga. A patente GB 1,248,184 revela a utilização de misturas sólidas ou compostos intermetálicos de itrio com outros metais para a sorção de hidrogénio em várias aplicações. Esta patente exige que o itrio esteja sempre presente na forma de uma fase separada em quantidade suficiente para cumprir a função de materiais reactivos, de modo que as propriedades de materiais reactivos das composições de acordo com essa patente são essencialmente as mesmas que as do itrio puro. Esta caracteristica pode ser também atribuída pelo facto de, com muitos dos metais listados na patente (zircónio, titânio, nióbio, háfnio, molibdénio, tântalo, tungsténio e vanádio) o itrio não forma compostos nem ligas, enquanto com outros metais (alumínio, berílio, cobalto, cobre, ferro, magnésio, níquel, manganês e zinco) o itrio forma apenas compostos intermetálicos mas não ligas (ver o livro "Constitutíon of Binary Alloys", Io suplemento, editado por R. P. Elliot, McGraw-Hill, 1965), e as quantidades de itrio aí indicadas 3 6672 são, no entanto, tais, que, na composição, se garante que este elemento esteja em excesso em relação à quantidade que poderia ser ligada na forma de compostos intermetálicos, pelo que pelo menos uma sua porção permanece na forma de metal puro. Finalmente, a patente WO 03/029502 revela composições de ítrio-vanádio e ítrio-tin sendo ricas em ítrio; também neste caso as propriedades de sorção do hidrogénio do material são, essencialmente, as do itrio puro. A função dos metais adicionados ao itrio nestes dois últimos documentos consiste, principalmente, em realçar a sorção de hidrogénio pelos materiais reactivos.

Os materiais NEG mostram um comportamento de sorção em relação ao hidrogénio que é diferente do comportamento em relação a outros gases. Enquanto para a maioria dos gases a sorção química por estas ligas é irreversível, a sorção de hidrogénio por NEG's é um processo de equilíbrio reversível em função da temperatura: verifica-se uma sorção eficiente do hidrogénio a temperaturas relativamente baixas (inferiores a 200 - 400°C, de acordo com a composição química do material), mas é libertada a temperaturas mais elevadas. As características de equilíbrio destes materiais na sorção do hidrogénio são representadas geralmente de uma forma gráfica por meio de curvas, que dão, a temperaturas diferentes, a pressão de equilíbrio do hidrogénio sobre a liga em função da concentração de hidrogénio no material NEG. 4 6672

Outra caracteristica dos NEG's é o facto de, para cumprirem a sua função, exigirem normalmente um tratamento de activação térmica inicial a temperaturas que podem variar entre cerca de 300°C até cerca de 900°C durante um período de tempo compreendido entre alguns minutos até várias horas, dependendo da composição do material.

As características vantajosas para que um material NEG seja utilizado para a sorção do hidrogénio são uma baixa pressão de equilíbrio do hidrogénio e uma baixa temperatura de activação.

Entre os materiais NEG anteriormente referidos, os que têm melhores características de sorção de hidrogénio (baixas pressões de equilíbrio) são as ligas de zircónio-alumínio, as ligas de zircónio-cobalto-terras raras e o ítrio. Entre estes materiais, as ligas de zircónio-alumínio têm uma elevada temperatura de activação: de modo a executar uma boa activação destas ligas num tempo não excessivamente longo, é necessário activá-las a temperaturas superiores a 700°C; esta caracteristica torna-as não adequadas para qualquer aplicação, tal como quando a câmara que se pretende seja mantida isenta de hidrogénio tem paredes de vidro, por exemplo termos ou algumas lâmpadas. 0 ítrio e as composições da patente GB 1,248,184 (que, como já foi visto, são funcionalmente as mesmas do ítrio puro) apenas trabalham bem se forem mantidos a temperaturas relativamente elevadas, superiores a cerca de 600°C. As ligas de zircónio-cobalto- 5 6672 terras raras exigem temperaturas mais baixas de activação e operação, mas apresentam propriedades piores de sorção de hidrogénio (particularmente a pressão de equilíbrio) do que as do ítrio. A publicação de patente internacional WO 01/92590 revela ligas de materiais reactivos compreendendo 60 - 85% de zircónio, 2 - 20% de vanádio, 0.5 - 10% de ferro, 2.5 - 30% de manganês e 1 - 6% de um ou mais elementos escolhidos de entre o itrio, lantânio, ou terras raras (todas as percentagens em peso). As ligas reveladas nesse documento anterior podem conter, assim, 6% de ítrio, e foi verificado experimentalmente que estas ligas não apresentam propriedades suficientemente boas de sorção de hidrogénio nalgumas utilizações práticas; em particular, estas ligas têm um equilíbrio de pressão de hidrogénio relativamente elevado. O objecto do presente invento consiste em proporcionar, para a sorção de hidrogénio, a utilização de ligas de materiais reactivos não evaporáveis. Em particular, o objecto do presente invento consiste em utilizar ligas de materiais

reactivos que revelem uma combinação de características de pressão de equilíbrio de hidrogénio e de temperatura de activação que seja melhor relativamente aos materiais NEG conhecidos.

De acordo com o presente invento, este objecto é conseguido através da utilização de ligas de materiais 6 6672 reactivos não evaporáveis compreendendo, em peso, entre 50% a 80% de zircónio, entre 10% a 20% de ítrio e entre 5% a 40% de um ou mais elementos escolhidos de entre o alumínio, ferro, crómio, manganês e vanádio ou misturas destes elementos. O invento será agora descrito com referência aos desenhos, em que: A figura 1 é um diagrama ternário no qual está representado o intervalo de composições possíveis de ligas de NEG de acordo com o invento;

As figuras 2a a 2d ilustram possíveis representações de dispositivos de ligas de materiais reactivos não evaporáveis feitos usando as ligas do invento;

As figuras 3 e 4 mostram espectros de raios X de duas ligas preferidas do invento;

As figuras 5, 6 e 7 são gráficos que mostram as características de sorção de hidrogénio de algumas ligas do invento e de algumas ligas comparativas.

As ligas a serem usadas de acordo com o invento são aquelas cuja composição, expressa em percentagem em peso, é de 50 a 80% de Zr, 10 a 20% de Y, o resto M representando 5 a 40%, sendo M escolhido de entre Al, Fe, Cr, Μη, V ou misturas destes elementos, e quando representado num diagrama ternário 7 6672 de percentagem em peso, vai num polígono definido pelos pontos seguintes:

a) 50% de Zr - 10% de Y - 40 % de M b) 50% de Zr - 20% de Y - 30 % de M c) 75% de Zr - 20% de Y - 5% de M d) 80% de Zr - 15% de Y - 5% de M e) 80% de Zr - 10% de Y - 10 % de M

Uma primeira liga preferida do invento é a que tem uma percentagem em peso de 69% de Zr - 10% de Y - 21% de Fe, representada pelo ponto g na figura 1; uma segunda liga preferida do invento é a que tem uma composição com uma percentagem em peso de 61% de Zr - 20% de Y - 19% de Fe, representada por h na figura 1.

As ligas do invento podem ser preparadas por fusão em fornalha, a partir de pedaços de pós dos metais componentes, retirados em proporções mútuas correspondendo à composição final desejada. São preferíveis as técnicas de fusão por arco sob a acção de gás inerte, por exemplo com uma pressão de 3 x 104 Pascal (Pa) de árgon; ou um forno de indução, sob vácuo ou gás inerte. É possível adoptar, no entanto, outras técnicas que são comuns no campo da metalurgia para preparar ligas. A fusão exige temperaturas superiores a cerca de 1000°C. 8 6672

De forma diferente das composições da patente GB 1,248,184 e pedido WO 03/029502 anteriormente descritos, nos quais o itrio está presente como uma fase separada, misturada apenas mecanicamente com os outros componentes, os materiais do invento são, na realidade, ligas verdadeiras, tal como é evidenciado pelo espectro de difracção de raios X das figuras 3 e 4, referido a seguir com referência aos exemplos.

Para a produção de dispositivos de materiais reactivos usando as ligas do invento, seja na forma de pastilhas de apenas o material reactivo, ou feitas com este, quer num suporte quer num recipiente, é preferível usar as ligas na forma de pó, com uma granulometria geralmente inferior a 250 micrómetros (pm) e compreendida, de preferência, entre 40 e 125 pm. Granulometrias maiores provocam uma redução excessiva da superfície específica (área de superfície por unidade de peso) do material, com a redução consequente das propriedades de sorção de gás, em particular a temperaturas inferiores a cerca de 200°C; embora a sua utilização seja possível e exigida em algumas aplicações, granulometrias inferiores a 40 pm dão origem a problemas nas etapas de fabrico dos dispositivos de materiais reactivos.

As formas nas quais os dispositivos de materiais reactivos podem ser preparadas usando as ligas do invento são as mais variadas, compreendendo pastilhas formadas pelos pós das ligas de materiais reactivos, quer sozinhos, quer num suporte metálico. Em ambos os casos, os pós podem ser 9 6672 compactados, quer por compressão, quer por sinterização. As pastilhas de pós comprimidos apenas podem ser aplicadas, por exemplo, no isolamento térmico de termos. Quando os pós são suportados, geralmente usa-se aço, níquel ou ligas à base de níquel como o material de suporte. 0 suporte pode ter simplesmente a forma de uma tira na superfície da qual os pós da liga são levados a aderir, quer por laminagem a frio ou sinterização após deposição por meio de várias técnicas; os dispositivos de materiais reactivos obtidos a partir destas tiras são usados em lâmpadas. 0 suporte pode ser também formado com o recipiente em questão, tendo as formas mais variadas, nas quais os pós são introduzidos, geralmente por compressão, ou mesmo sem compressão nalguns dispositivos, sendo o recipiente proporcionado com um septo poroso, permeável ao fluxo de gás mas capaz de reter pós. Algumas destas possibilidades estão ilustradas nas figuras 2a - 2d: a figura 2a mostra uma pastilha 20 feita a partir de pós comprimidos apenas de uma liga NEG; a figura 2b mostra um dispositivo NEG 30 formado por uma tira metálica 31 na qual estão presentes os pós 32 da liga de NEG; a figura 2c mostra, em corte transversal, um dispositivo de NEG 40 formado por um recipiente metálico 41 com uma abertura superior 42 tendo no seu interior pós de uma liga de NEG 43; e a figura 2d ilustra, em corte transversal, um dispositivo NEG 50 consistindo num recipiente metálico 51 tendo dentro pós de uma liga de NEG 52 com uma abertura superior fechada por um septo poroso 53. 10 6672

As ligas NEG do invento podem ser activadas por meio de tratamentos, quer de alguns minutos a 500°C, quer a cerca de 300 °C durante uma ou duas horas, que são condições mais suaves do que as exigidas normalmente pelas ligas de zircónio-aluminio (temperaturas de cerca de 800 - 900°C); além disso, revelam boas propriedades de sorção de hidrogénio a temperaturas inferiores às exigidas quando se usa o itrio ou composições da técnica anterior contendo este elemento. O invento será ainda ilustrado pelos exemplos que se seguem. Estes exemplos não limitativos descrevem algumas representações destinadas a ensinar aos que têm experiencia na técnica como pôr em prática o invento e a representar o melhor método considerado para executar o invento. EXEMPLO 1

Este exemplo descreve a preparação de algumas ligas do invento.

Produz-se uma série de ligas começando no elemento componente em forma de pós, pesando os pós na proporção desejada, tal como está ilustrado na tabela seguinte, que reporta o peso em gramas para cada elemento e a natureza do elemento M para as diferentes amostras: 11 6672

Tabela 1

Amostra n° Metal M Zr (gramas) M (gramas) Y (gramas) 1 Fe 69 21 10 2 Fe 61 19 20 3 Fe 65 20 15 4 Fe 64 26 10 5 Fe 74 16 10 6 Mn 70 20 10 7 Cr 77.5 12.5 10 8 AI 75.5 14.5 10 9 V 63 27 10

Os pós assim misturados e despejados num cadinho de cobre arrefecido a água de um forno de arco sob uma atmosfera de 3 x 104 Pa de árgon (a chamada técnica de "terra fria"). A temperatura atingida pela mistura durante a fusão é de cerca de 2000°C, temperatura que é mantida durante cerca de 5 minutos. Uma vez que as preparações são feitas sob condições de gradiente térmico elevado, qualquer fusão de lingote é repetida quatro vezes, de modo a aumentar a homogeneidade da liga. Os lingotes obtidos por arrefecimento após a quarta fusão são triturados e o pó resultante é finalmente peneirado, recuperando a fracção com uma granulometria compreendida entre 40 e 105 pm.

As composições das amostras n° 1 e n° 2 correspondem aos pontos g e h, respectivamente, no diagrama ternário da figura 1. Uma porção de pós destas duas amostras é usada para se 12 6672 conseguirem espectros por difractometria de raios X ilustrados nas figuras 3 e 4 para amostras 1 e 2, respectivamente. 0 restante pó das amostras 1 e 2, e os pós das outras amostras são usados para preparar várias pastilhas para cada amostra, que são usadas nos testes subsequentes; as pastilhas são obtidas comprimindo 120 mg de pós de cada amostra sob uma pressão de 2000 kg/cm2. EXEMPLO 2 (COMPARATIVO)

Este exemplo dirige-se à preparação de uma amostra de uma liga feita em zircónio, cobalto e mischmetal (o mischmetal é uma mistura comercial de lantânio e terras raras); as características e preparação desta liga estão descritas na Patente US 5,961,750.

Pesam-se 80,8 g de zircónio, 14,2 g de cobalto e 5,0 g de mischmetal tendo uma composição em percentagem em peso de 50% de cério, 30% de lantânio, 15% de neodimio e os restantes 5% de Terras Raras. O procedimento do exemplo 1 é repetido, preparando também, neste caso, um conjunto de pastilhas idênticas. Esta amostra será referida como a amostra 10 de seguida. 13 6672 EXEMPLO 3 (COMPARATIVO)

Este exemplo dirige-se à preparação de uma mistura tendo a mesma composição global em percentagem em peso da amostra 1 do exemplo 1, mas formada com pós de uma liga de zircónio e ferro apenas com pós de ítrio. A liga de zircónio - itrio é obtida tal como no exemplo 1, começando com 69 g de zircónio e 21 g de ferro, ambos em pó, fundindo os pós, deixando-os solidificar, moendo os lingotes assim obtidos e recuperando a fracção de granulometria, compreendida entre 40 e 105 μπι, por peneiramento. A seguir adicionam-se 10 g de itrio em pó tendo a mesma granulometria aos pós assim obtidos; com esta mistura de pós é preparado um conjunto de pastilhas idênticas, tal como se descreve no exemplo 1. Esta amostra será referida como amostra 11 de seguida. EXEMPLO 4

Um teste de sorção de hidrogénio é executado em cada pastilha de cada uma das amostras 1, 2, 10 e 11. Todas as pastilhas são activadas a 500°C durante 10 minutos. Os testes de sorção são executados de acordo com o procedimento descrito na norma ASTM F 798-82 com uma temperatura de teste de 400°C e a uma pressão de hidrogénio de 4 x 10“3 Pa: estes testes devem ser executados em "condições dinâmicas", porque a câmara de teste é alimentada com um fluxo variável de 14 6672 hidrogénio, regulado por meio de um sistema de feedback, de modo a ter uma pressão constante de hidrogénio sobre a pastilha em teste. Os resultados destes testes estão representados graficamente na figura 5 como velocidade de sorção, S, medida em centímetros cúbicos de hidrogénio sorvido por segundo e por grama de liga (cc/s x g), em função da quantidade de hidrogénio sorvido, Q, medido em centímetros cúbicos de gás multiplicados pela pressão de sorção (em

Pascal) e normalizados por grama de liga (cc x Pa/g); a numeração de curvas corresponde à numeração de amostras (linhas a grosso são usadas para amostras do invento, linhas a fino para amostras comparativas 10 e 11) . EXEMPLO 5

Mede-se a pressão de equilíbrio de hidrogénio de outra pastilha da amostra 1, preparada tal como é descrito no exemplo 1. O sistema de medição é formado como um bolbo em vidro, ligado a um aparelho de bombagem através de um sifão de azoto líquido que ajuda a manter uma pressão de fundo baixa durante o teste; a amostra é aquecida pelo exterior do bolbo por meio de radiofrequências e de uma bobina de indução. O sistema é sujeito até que seja atingida uma pressão residual de 1 x 10“4 Pa. Sob bombagem, a amostra é activada por aquecimento com radiofrequência a 700°C durante uma hora. No fim do processo de activação, a amostra é colocada à temperatura de 600°C e o 15 6672 bolbo é isolada do aparelho de bombagem. Uma quantidade medida de hidrogénio é introduzida no bolbo e as variações de pressão são medidas por meio de um manómetro de capacitância; o valor da pressão à qual o sistema estabiliza proporciona a pressão de equilíbrio nestas condições. Um tal procedimento é repetido várias vezes, enquanto uma quantidade diferentes de hidrogénio é introduzida de cada vez no sistema. Para a medição das pressões de equilíbrio, sendo conhecidos o volume do sistema e o peso da liga, é obtida a concentração de hidrogénio sorvido pela liga nas diferentes condições de medição. Os valores do equilíbrio de pressão, P, medidos em hectopascal (hPa), são representados graficamente na figura 6 (curva 1) em função da concentração de hidrogénio sorvido, C, medida em centímetros cúbicos de gás multiplicados pela pressão de sorção e normalizado por grama de liga (cc x hPa/g).

Para comparação, no gráfico da figura 6 estão também ilustradas duas curvas referentes à pressão de equilíbrio de hidrogénio de dois materiais considerados no campo particularmente adequados para a sorção de hidrogénio, nomeadamente uma liga de zircónio-cobalto-mischmetal correspondendo à da amostra 10 (curva 10) e uma liga de zircónio-alumínio da patente US 3,203,901 (curva identificada Zr-Al); as curvas 10 e Zr-Al são porções de linhas obtidas pela média dos dados resultantes de um conjunto de testes experimentais executados no passado com as referidas ligas 16 6672 conhecidas nas mesmas condições que as descritas acima para o exemplo 1. EXEMPLO 6

Uma série de testes de sorção de hidrogénio é executada em todas as amostras 1 e 3 a 11. Esta série de testes é executada sob as chamadas "condições estáticas", porque o hidrogénio é alimentado na câmara de medição em dosagens subsequentes, isolando a câmara entre duas dosagens sucessivas, em vez de continuamente; o sistema de medição e o procedimento estão descritos em detalhe no trabalho "The properties of some zirconium-based gettering alloys for hydrogen isotope storage and purification", C. Boffito et al., publicado no Jornal of Less-Common Metals (1984), vol. 104, página 149.

Os testes são executados nas condições seguintes: - pressão inicial de hidrogénio em cada dosagem = 1 x 10_1 hPa; - temperatura dos materiais reactivos = 400°C; - sem activação dos materiais reactivos O "output" destes testes são as curvas ilustradas na figura 7, dando, para cada exemplo, a velocidade de 17 6672 bombeamento de hidrogénio, S (expresso em cc/s), em função da quantidade de hidrogénio sorvido, Q (expresso em cc x hPa); a numeração de curvas corresponde à numeração de amostras.

Os resultados dos testes experimentais descritos acima estão descritos abaixo.

Os difractogramas ilustrados nas figuras 3 e 4 referem-se a ligas de Zr-Y-Fe contendo 10% e 20% em peso de itrio, respectivamente; os difractogramas mostram a intensidade dos picos (I, em unidades arbitrárias, a. u.) em função do ângulo de reflexão (2 Θ) ; as linhas verticais ilustradas no espectro, em ângulos 2 Θ de cerca de 28,3°, 31,2°, 32,3° e 42,6°, respectivamente, representam as posições e intensidades relativas dos picos do itrio puro. Os picos principais em ambos os difractogramas não são coincidentes com os do itrio; além disso, no caso da liga contendo 105 em peso de itrio, não existem essencialmente picos nas posições correspondendo às do itrio puro, confirmando assim que, neste caso, o itrio está presente e totalmente ligado ao zircónio e ao ferro, enquanto no caso da composição com 20% de itrio, "os ressaltos" que podem ser atribuídos ao itrio são observados em ligação com os picos principais. O gráfico da figura 5 confirma que as ligas do invento têm propriedades de sorção de hidrogénio pelo menos iguais às da liga de zircónio-cobalto-mischmetal da técnica anterior, que são consideradas particularmente adequadas para a sorção 18 6672 este gás; além disso, as ligas do invento são claramente superiores na sorção de hidrogénio em relação à mistura entre uma liga de Zr-Fe e o itrio puro do exemplo 3 (curva 1) , e isto também confirma que o itrio forma uma liga verdadeira, de facto, nas composições do invento (particularmente significativa é a comparação das propriedades de sorção de hidrogénio das amostras 1 e 11, sendo as composições destas duas amostras nominalmente idênticas). 0 gráfico da figura 7 fornece resultados semelhantes: todas as composições do invento (curvas 1 e 3 a 9) mostram propriedades de sorção de hidrogénio que são melhores do que as de uma liga do exemplo 2 (curva 10) , muito usada no campo da sorção do hidrogénio, assim como a da mistura do exemplo 3 (curva 11).

Finalmente, a curva 1 na figura 6 mostra a tendência de variação da pressão de equilíbrio do hidrogénio de uma pastilha da amostra 1, comparada com gráficos semelhantes para ligas conhecidas muito usadas no campo da sorção de hidrogénio. Mais uma vez, este gráfico mostra que uma liga do invento, à mesma temperatura de activação (700°C) e temperatura de teste (600°C) mostra uma pressão de equilíbrio de hidrogénio que é eficientemente inferior, em cerca de uma ordem de magnitude, relativamente às ligas comparativas.

As ligas do invento têm valores de pressão de equilíbrio de hidrogénio, assim como temperaturas de activação e de 19 6672 operação, inferiores às das ligas conhecidas; ao mesmo tempo, as ligas do invento têm temperaturas de activação e de operação inferiores às do ítrio; isto pode dever-se ao facto de, de forma diferente dos materiais da técnica anterior, neste caso o itrio formar, na realidade, ligas verdadeiras, estando os outros elementos presentes.

Lisboa, 2 de Abril de 2009 20

Claims (11)

1. 6672 REIVINDICAÇÕES 1. Utilização, para a sorção de hidrogénio, de ligas de materiais reactivos não evaporáveis cuja composição, expressa em percentagem em peso, é de 50 a 80% de Zr, 10 a 20% de Y, o resto M representando 5 a 40%, sendo M escolhido entre Al, Fe, Cr, Μη, V ou misturas destes elementos, e quando representada num diagrama ternário de percentagem em peso, vai num polígono definido pelos pontos seguintes: f) 50% de Zr - 10% de Y - 40% de M g) 50% de Zr - 20% de Y - 30% de M h) 75% de Zr - 20% de Y - 5% de M i) 80% de Zr - 15% de Y - 5% de M j) 80% de Zr - 10% de Y - 10% de M
2. 2. Utilização de acordo com a reivindicação 1 de ligas, em que M é ferro.
3. 3. Utilização de acordo com a reivindicação 1 de uma liga com uma composição, em percentagem em peso, de 69% de Zr -10% de Y - 21% de Fe.
4. 4. Utilização de acordo com a reivindicação 2 de uma liga com uma composição, em percentagem em peso, de 61% de Zr -20% de Y - 19% de Fe. 6672
5. 5. Utilização de acordo com a reivindicação 2 de uma liga com uma composição, em percentagem em peso, de 65% de Zr -15% de Y - 20% de Fe.
6. 6. Utilização, para a sorção de hidrogénio, de dispositivos de materiais reactivos compreendendo uma liga de acordo com a reivindicação 1, sob a forma de pós com uma granulometria inferior a 250 μπι.
7. 7. Utilização de acordo com a reivindicação 6, na qual os referidos pós têm uma granulometria compreendida entre 40 e 125 μπι.
8. 8. Utilização de acordo com a reivindicação 6 de um dispositivo (20), consistindo numa pastilha de pós comprimidos provenientes unicamente de uma liga de materiais reactivos.
9. 9. Utilização de acordo com a reivindicação 6 de um dispositivo (30), consistindo em pós (32) de uma liga de materiais reactivos suportada sobre uma tira metálica (31) e levada a aderir à referida tira graças à laminagem a frio ou de uma deposição seguida de sinterização.
10. 10. Utilização de acordo com a reivindicação 6 de um dispositivo (40) consistindo num recipiente (41) com uma 2 6672 abertura superior (42) no interior do qual se encontram pós de liga de materiais reactivos (43).
11. 11. Utilização de acordo com a reivindicação 6 de um dispositivo (50) consistindo num recipiente (51) no interior do qual se encontram pós de liga de materiais reactivos (52) e tendo uma abertura superior fechada por um septo poroso (53) . Lisboa, 2 de Abril de 2009 3