一种体心立方结构为主的储氢高熵合金及其制备方法技术

本发明专利技术属于储氢材料领域，涉及一种BCC结构为主的储氢高熵合金及其制备方法。该高熵合金的成分表达式为：(TiaZrbNbc)xMy,5≤a≤35 at%，5≤5 at at%，5≤c≤35 at%,a+b+c=x，15≤x≤100 at%，M是Hf、Fe、Co、Cr、Mn、Ni、Mo及W中的任意一种或多种，每种M的原子百分比在0‑35%之间，且x+y=100。本发明专利技术合金的制备方法是采用非自耗真空电弧炉熔炼制备合金；采用真空吸铸，将合金吸铸到水冷铜模中，获得高熵合金棒。本发明专利技术的高熵合金具有高的储氢容量（3 mass%以上）及优异的吸放氢动力学性能；在大的吸放氢量的情况下，相比于纯元素而言，高熵合金无需完全提纯，在很大程度上能够节省成本。本发明专利技术具有高熵合金的特性，在新能源、交通运输领域具有广阔的应用前景。

A high entropy hydrogen storage alloy based on body centered cubic structure and its preparation method

The invention belongs to the field of hydrogen storage materials, and relates to a hydrogen storage high entropy alloy mainly based on BCC structure and a preparation method thereof. Expression of the components of high entropy alloy: (TiaZrbNbc) xMy, 5 = a = 35, at% = 5, 5 at at%, 5 = C = 35, at%, a+b+c=x, x = 15 ~ 100 at%, Hf, Fe, M is any Co, Cr, Mn, Ni, Mo and W in one or more, each M atom percentage between 0 and 35%, x+y=100. The invention relates to a preparation method of the alloy is by non consumable vacuum arc melting furnace was prepared by vacuum suction casting, alloy; alloy suction casting to the water-cooled copper mold, high entropy alloy rod. High entropy alloy of the invention has high hydrogen storage capacity (more than 3 mass%) and hydriding performance; on hydrogen uptake of the situation, compared to the pure elements, without purification of high entropy alloy, it can save cost to a great extent. The invention has the characteristics of high entropy alloy, and has broad application prospect in the field of new energy and transportation.

【技术实现步骤摘要】
一种体心立方结构为主的储氢高熵合金及其制备方法
本专利技术属于高熵合金及储氢材料领域，具体涉及一种BCC结构为主的储氢高熵合金材料。
技术介绍
目前，人类主要依赖矿物燃料（例如石油、天然气以及煤炭等）等非可再生能源来满足现代生活对能源的需求。根据估计，到本世纪中叶，石油资源将会开采殆尽。面对传统能源紧缺的严峻挑战，很多国家都在积极开发如太阳能、风能和海洋能（包括潮汐能和波浪能）等可再生能源，同时，氢气、甲醇等燃料作为汽油、柴油的替代品，也受到了广泛关注。氢能与风能、太阳能、海洋能等被认为是最有应用前景的绿色能源。在利用氢能的过程中，有两个关键问题：一是氢源问题；二是氢源储存问题。氢可以以气态、液态和固态3种方式进行贮存。气态方式较为简单方便，也是目前贮存压力低于17MPa氢气的常用方法，但体积密度较小(标准状态条件下为0.089kg/m3)，应用范围也因此受到限制。虽然研制能承受千兆帕级超高压的容器是解决问题的途径之一，然而这种方法在运输和使用过程中存在安全隐患。液态贮氢方式的体积密度高(70kg/m3)，但氢气的液化需要冷却到20K的超低温下才能实现，仅此过程所需消耗的能量约占所贮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种体心立方结构为主的储氢高熵合金，其特征在于，所述合金成分表达式为：(TiaZrbNbc)xMy, 其中，5≤a≤35 at%，5≤b≤35 at%，5≤c≤35 at%, a+b+c=x，15≤x≤100 at%，M是Hf、Fe、Co、Cr、Mn、Ni、Mo、W中的任意一种或多种，每种M的原子百分比在0‑35 %之间，且x+y =100。

【技术特征摘要】
1.一种体心立方结构为主的储氢高熵合金，其特征在于，所述合金成分表达式为：(TiaZrbNbc)xMy,其中，5≤a≤35at%，5≤b≤35at%，5≤c≤35at%,a+b+c=x，15≤x≤100at%，M是Hf、Fe、Co、Cr、Mn、Ni、Mo、W中的任意一种或多种，每种M的原子百分比在0-35%之间，且x+y=100。2.权利要求1所述储氢高熵合金的制备方法，其特征在于，具体工艺步骤如下：步骤1：采用纯度超过99.9%以上的冶金原料Ti，Zr，Nb,及M金属所述储氢高熵合金成分进行配料；步骤2：采用真空非自耗电弧熔炼，分别取原料加入非自耗真空电弧炉中，将熔点高的元素置于上层，覆盖下面的低熔点元素，打开电弧，先控制电流100-200A、时间8-12s，之后再将电流加到...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴渊，原园，宋西平，杨质，王辉，刘雄军，吕昭平，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11