RU2536616C1 - Сплав, аккумулирующий водород - Google Patents
Сплав, аккумулирующий водород Download PDFInfo
- Publication number
- RU2536616C1 RU2536616C1 RU2013156798/02A RU2013156798A RU2536616C1 RU 2536616 C1 RU2536616 C1 RU 2536616C1 RU 2013156798/02 A RU2013156798/02 A RU 2013156798/02A RU 2013156798 A RU2013156798 A RU 2013156798A RU 2536616 C1 RU2536616 C1 RU 2536616C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- hydrogen
- tife
- aluminum
- titanium
- Prior art date
Links
Landscapes
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, в частности к сплавам на основе титана, используемых для аккумулирования водорода, и может быть использовано в экологически чистых энергетических устройствах. Сплав содержит, мас. %: титан 46,3-48,8; алюминий 0,14-2,87; кальций 0,06-1,24; магний 0,08-1,61; железо - остальное. Уменьшается время активации и увеличивается сорбционная емкость сплава. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам сплавов на основе титана, используемых для аккумулирования водорода с целью применения его в различных экологически чистых энергетических устройствах и химических технологиях.
Интерметаллид TiFe является одним из наиболее известных водородаккумулирующих сплавов на основе титана. Однако это соединение характеризуется значительной разницей давлений водорода (гистерезисом) в процессах поглощения и выделения водорода и трудностью в активации.
Известен сплав на основе титана, состав которого описывается формулой TiFe1-ХAlХ, где Х=0,04 ÷ 0,2 [1, стр.94]. Там же указывается, что замещение железа алюминием в соединении TiFe понижает давление плато, уменьшает сорбционную емкость и облегчает активацию. Этот сплав принят за прототип, и его химический состав содержит, мас. %: титан 46,7-48,9; алюминий 1,1-5,5; железо - остальное. Активация сплава осуществлялась в течение 5 дней. Для полной (завершенной) активации необходимо провести примерно 25 циклов «абсорбция-десорбция водорода» [2]. Впоследствии были сделаны некоторые уточнения в области стабильности гидридных фаз, а именно: «Плато давлений у гидридных фаз соединений TiFe0,98Al0,02 и TiFe0,96Al0,04 повсеместно выше, чем у TiFe, тогда как у TiFe0,94Al0,06 и TiFe0,90Al0,10 они ниже» [3]. Сорбционная емкость при десорбции водорода при 50°С составила: для TiFe0,96Al0,04 - 1,072 мас. % Н2 (121 дм3Н2/кг сплава); для TiFe0,9Al0,1 - 0,991 мас. % Н2 (112 дм3Н2/кг сплава); для TiFe0,8Al0,2 - 0,666 мас. % Н2 (75 дм3Н2/кг сплава) [1, стр.186].
Сплав-прототип имеет очень большое время активации и небольшую сорбционную емкость, особенно при повышенном содержании алюминия.
Техническим результатом на которое направлено изобретение является повышение активности сплава для уменьшения времени активации и увеличение сорбционной емкости сплава на основе титана.
Поставленная задача достигается тем, что сплав, содержащий титан, железо и алюминий, дополнительно содержит кальций и магний при следующем соотношении компонентов, мас. %: титан 46,3-48,8; алюминий 0,14-2,87; кальций 0,06-1,24; магний 0,08-1,61; железо - остальное.
Предварительно была изготовлена лигатура, в которую полностью вошли алюминий, кальций и магний. Предлагаемый сплав может быть выражен формулой TiFe1-ХАХ, где А - лигатура, имеющая следующий состав компонентов, мас. %: кальций 21-23, магний 28-30, алюминий - остальное; X=0,01÷0,2.
Для получения сплава были подготовлены три состава компонентов, содержащих титан, железо, а также алюминий, кальций и магний, входящих в лигатуру. Указанные составы и их влияние на сорбционные свойства сплава представлены в таблице.
Каждый состав сплава сплавлялся в дуговой печи с нерасходуемым вольфрамовым электродом на медном водоохлаждаемом поду в атмосфере аргона.
Сплав активировался водородом при давлении 3 МПа и температуре 20°С. Время активации составлял период от начала обработки сплава водородом до разогрева реактора.
Таблица
Компоненты | Состав сплава, мас. % | ||
1 | 2 | 3 | |
Титан | 46,3 | 47,5 | 48,8 |
Алюминий | 0,14 | 1,47 | 2,87 |
Кальций | 0,06 | 0,64 | 1,24 |
Магний | 0,08 | 0,82 | 1,61 |
Железо | остальное | остальное | остальное |
Сорбционные свойства | |||
Время активации, ч | 48 | 43 | 40 |
Абсорбционная емкость, дм3Н2/кг сплава | 212 | 225 | 230 |
Десорбционная емкость, дм3Н2/кг сплава | 165 | 160 | 152 |
Определение сорбционной емкости сплава при поглощении водорода осуществлялось при 20°С методом прямой абсорбции водорода, согласно которому количество поглощенного водорода определяется по уравнению состояния газа в зависимости от изменения его давления в системе известного объема [4, стр.14-19]. Время приближения к равновесию составляло 15 ч и более. Для определения давления водорода применялся образцовый манометр типа МО модели 1231. Для определения расхода газа при десорбции водорода при 50°С был применен барабанный газовый счетчик типа ГСБ-400.
Источники информации
1. Сплавы-накопители водорода. Справ. изд.: Б. А. Колачев, Р. Е. Шалин, А. А. Ильин. - М.: Металлургия, 1995. - 384 с.
2. G. Bruzzone, G. Costa, M. Ferretti and G. L. Olcese. Hydrogen storage in aluminium-substituted TiFe compounds // Int. J. Hydrogen Energy, Vol.6. P. 181-184. Pergamon Press Ltd. 1981. Printed in Great Britain. © International Association for Hydrogen Energy.
3. S. H. Lim and Jai-Young Lee. The effects of aluminium substitution in TiFe on its hydrogen absorption properties // Journal of the Less-Common Metals, Vol.97. 1984. P. 65-71.
4. В. И. Михеева. Гидриды переходных металлов. М.: Изд-во АН СССР. - 1960. - 212 с.
Claims (1)
-
Сплав на основе титана, содержащий алюминий, железо, отличающийся тем, что он дополнительно содержит кальций и магний при следующем соотношении компонентов, мас. %: титан 46,3-48,8; алюминий 0,14-2,87; кальций 0,06-1,24; магний 0,08-1,61; железо - остальное.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013156798/02A RU2536616C1 (ru) | 2013-12-20 | 2013-12-20 | Сплав, аккумулирующий водород |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013156798/02A RU2536616C1 (ru) | 2013-12-20 | 2013-12-20 | Сплав, аккумулирующий водород |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2536616C1 true RU2536616C1 (ru) | 2014-12-27 |
Family
ID=53287395
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013156798/02A RU2536616C1 (ru) | 2013-12-20 | 2013-12-20 | Сплав, аккумулирующий водород |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2536616C1 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2034084C1 (ru) * | 1992-12-28 | 1995-04-30 | Институт порошковой металлургии | Геттерный сплав |
JP2925615B2 (ja) * | 1989-12-20 | 1999-07-28 | 三洋電機株式会社 | 水素吸蔵合金電極 |
CN101713049B (zh) * | 2009-11-03 | 2011-11-23 | 上海大学 | 多元钛铁系贮氢合金 |
-
2013
- 2013-12-20 RU RU2013156798/02A patent/RU2536616C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2925615B2 (ja) * | 1989-12-20 | 1999-07-28 | 三洋電機株式会社 | 水素吸蔵合金電極 |
RU2034084C1 (ru) * | 1992-12-28 | 1995-04-30 | Институт порошковой металлургии | Геттерный сплав |
CN101713049B (zh) * | 2009-11-03 | 2011-11-23 | 上海大学 | 多元钛铁系贮氢合金 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Cao et al. | Dual-tuning effects of In, Al, and Ti on the thermodynamics and kinetics of Mg85In5Al5Ti5 alloy synthesized by plasma milling | |
Kalinichenka et al. | Microstructure and hydrogen storage properties of melt-spun Mg–Cu–Ni–Y alloys | |
Ma et al. | Improving hydrogen sorption kinetics of MgH2 by mechanical milling with TiF3 | |
Song et al. | Improvement in the hydrogen storage properties of Mg by mechanical grinding with Ni, Fe and V under H2 atmosphere | |
TW200607868A (en) | Process for the production of niobium and tantalum powder | |
Luo et al. | Enhanced hydrogen storage properties of MgH2 co-catalyzed with NbF5 and single-walled carbon nanotubes | |
Rahman et al. | Effects of KNbO3 catalyst on hydrogen sorption kinetics of MgH2 | |
KR20070007171A (ko) | 수소 저장 | |
CA2991310C (en) | Mg-based alloy for hydrogen storage | |
Ma et al. | Hydrogen storage properties of FeTi1. 3+ x wt% Mm (x= 0.0, 1.5, 3.0, 4.5, 6.0) hydrogen storage alloys | |
Mi et al. | Crystal structure and hydrogen storage properties of (La, Ce) Ni 5− x M x (M= Al, Fe, or Co) alloys | |
RU2536616C1 (ru) | Сплав, аккумулирующий водород | |
Cermak et al. | Alloying of Mg/Mg2Ni eutectic by chosen non-hydride forming elements: Relation between segregation of the third element and hydride storage capacity | |
Kwon et al. | Control of hydrogen storage properties of (La, Ce, Nd, Pr)(Ni, Co, Mn, Al) 5 alloys with microstructural parameters | |
Verbetsky et al. | Absorption of hydrogen by V-Mo and V-Mo-Ti alloys | |
CN102286684B (zh) | 镁基储氢合金 | |
JP2016179956A (ja) | 第二級アルコールの保管方法および充填体 | |
TW200704786A (en) | Casting production process of smelting vaporization with constant temperature | |
Song et al. | Improvement of hydriding and dehydriding rates of Mg via addition of transition elements Ni, Fe, and Ti | |
JP4846090B2 (ja) | Mg系高吸蔵量水素吸蔵合金 | |
Zhou et al. | Combustion synthesis of Mg-based hydrogen storage alloy Mg17Al12 | |
Song et al. | Enhancement of hydrogen-storage properties of Mg by reactive mechanical grinding with oxide, metallic element (s), and hydride-forming element | |
RU2561543C1 (ru) | Сплав для обратимого поглощения водорода | |
RU2558326C1 (ru) | Сплав для абсорбции и десорбции водорода | |
JP2011079689A (ja) | 水素貯蔵材料およびその使用方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161221 |