一种TiCrMnFe基环保材料制造技术

本发明专利技术提供了一种TiCrMnFe基环保材料，TiCrMnFe基环保材料是由如下方法制备的：提供Ti、Cr、Mn、La、Ce、Gd以及Fe金属原料；按照预设化学式对Ti、Cr、Mn、La、Ce、Gd以及Fe金属原料进行称重；将称重之后的Ti、Cr、Mn、La、Ce、Gd以及Fe金属原料进行初级真空熔炼，得到初级TiCrMnFe合金锭；对初级TiCrMnFe合金锭进行破碎；对破碎之后的初级TiCrMnFe合金锭进行单辊急冷以得到稀土掺杂的TiCrMnFe合金条带；对稀土掺杂的TiCrMnFe合金条带进行第一热处理；对热处理之后的稀土掺杂的TiCrMnFe合金条带进行球磨，得到稀土掺杂的TiCrMnFe合金粉；对稀土掺杂的TiCrMnFe合金粉进行第二热处理；对经过第二热处理的稀土掺杂的TiCrMnFe合金粉进行热压烧结。本发明专利技术的方法允许在原合金的基础上进行较多的掺杂，形成性能更好、储氢能力更强的合金。

【技术实现步骤摘要】
一种TiCrMnFe基环保材料
本专利技术涉及新能源材料
，特别涉及一种TiCrMnFe基环保材料。
技术介绍
材料吸附储氢是物理储氢方法的一种。目前，物理吸附类储氢的研究主要是两大类材料：一类是碳基材料，包括活性炭、碳纳米管等；另一类是金属有机框架物(MOFs)。活性炭的比表面积影响其储氢性能，比表面积越大，储氢量则越大。碳纳米管具有比活性炭更大的比表面积，并且有大量微孔，具有比较大的氢气吸附能力。金属有机骨架配合物储氢，是以金属离子为连接点，有机配体为支撑构成3D延伸，用其孔结构来实现吸/放氢的一种新型储氢方式。研究发现，在77K下MOFs比其它碳基储氢材料具有更大的储氢量，且MOFs要想具有好的储氢性能必须同时具有小的孔径和大的比表面积，因此可以通过改变MOFs的组成来控制孔的结构和形状，使MOFs具有合适的孔径和非常高的比表面积，它们将成为一种非常有潜力的储氢材料。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种TiCrMnFe基环保材料，从而克服现有技术的缺点。为实现上述目的，本专利技术提供了一种TiCrMnFe基环保材料，其特征在于：TiCrMnFe基环保材料是由如下方法制备的：提供Ti、Cr、Mn、La、Ce、Gd以及Fe金属原料；按照预设化学式对Ti、Cr、Mn、La、Ce、Gd以及Fe金属原料进行称重；将称重之后的Ti、Cr、Mn、La、Ce、Gd以及Fe金属原料进行初级真空熔炼，得到初级TiCrMnFe合金锭；对初级TiCrMnFe合金锭进行破碎；对破碎之后的初级TiCrMnFe合金锭进行单辊急冷以得到稀土掺杂的TiCrMnFe合金条带；对稀土掺杂的TiCrMnFe合金条带进行第一热处理；对热处理之后的稀土掺杂的TiCrMnFe合金条带进行球磨，得到稀土掺杂的TiCrMnFe合金粉；对稀土掺杂的TiCrMnFe合金粉进行第二热处理；对经过第二热处理的稀土掺杂的TiCrMnFe合金粉进行热压烧结。优选地，上述技术方案中，其中，预设化学式为：TiCr2-y-z-a-b-cMny(LaaCebGdc)Fez，其中，y＝0.05-0.15，z＝0.4-0.6，a＝0.01-0.02，b＝0.005-0.008，c＝0.003-0.006。优选地，上述技术方案中，初级真空熔炼工艺具体为：真空度低于0.01Pa，熔炼时间为50-60min，在熔炼过程中，每熔炼100-200s将合金锭进行一次翻转。优选地，上述技术方案中，单辊急冷具体为：真空腔气压低于0.01Pa，铜辊转速为5000-5500r/min，喷射气压为0.5-1MPa，喷口直径为1-1.5mm。优选地，上述技术方案中，对稀土掺杂的TiCrMnFe合金条带进行第一热处理具体为：热处理气压低于0.01Pa，热处理温度为600-700℃，热处理时间为5-7h，升温速率为20-30℃/min。优选地，上述技术方案中，对热处理之后的稀土掺杂的TiCrMnFe合金条带进行球磨具体为：球磨气氛为氩气气氛，球磨速度为1500-2000r/min，球磨时间为3-4h，球料比为5:1-8:1，在球磨过程中每球磨60-70min，暂停球磨4-5min，球磨过程中控制球磨罐中的温度低于400℃。优选地，上述技术方案中，对稀土掺杂的TiCrMnFe合金粉进行第二热处理具体为：热处理气氛为氢气，热处理温度为400-500℃，热处理时间为20-30min，升温速率为20-30℃/min。优选地，上述技术方案中，对经过第二热处理的稀土掺杂的TiCrMnFe合金粉进行热压烧结具体为：热压气压低于0.03Pa，热压温度为1350-1380℃，热压压力为10-20MPa，热压时间为20-30min。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：相比于稀土系储氢材料，TiCrMnFe系储氢材料的成本更低，原料来源也更为丰富。相比于配位氢化物储氢材料，TiCrMnFe系储氢材料的化学性质更稳定，更能够工作于复杂的环境当中。但是目前对于TiCrMnFe系储氢材料而言，最大的问题在于：制备工艺简单，一般现有技术制备TiCrMnFe系储氢材料时，都采用一步真空熔炼的方法，这种方法虽然能够制备出TiCrMnFe系合金，但是按照该种方法制备的TiCrMnFe系合金成分不均匀，内部缺陷较多，无法进行线切割，所以这种合金难于实用化。本专利技术针对现有技术的缺陷，开发了一种制备TiCrMnFe系储氢材料的方法，与现有技术的一般方法相比，虽然本专利技术的方法步骤较多，工艺较复杂，但是在工业生产中，上述步骤并不显著增加合金的制造成本，同时由于本专利技术所设计的方法能够极大的促进合金成分的均匀化，所以本专利技术的方法允许在原合金的基础上进行较多的掺杂，形成性能更好、储氢能力更强的合金。具体实施方式提供以下实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。实施例1TiCrMnFe基环保材料是由如下方法制备的：提供Ti、Cr、Mn、La、Ce、Gd以及Fe金属原料；按照预设化学式对Ti、Cr、Mn、La、Ce、Gd以及Fe金属原料进行称重；将称重之后的Ti、Cr、Mn、La、Ce、Gd以及Fe金属原料进行初级真空熔炼，得到初级TiCrMnFe合金锭；对初级TiCrMnFe合金锭进行破碎；对破碎之后的初级TiCrMnFe合金锭进行单辊急冷以得到稀土掺杂的TiCrMnFe合金条带；对稀土掺杂的TiCrMnFe合金条带进行第一热处理；对热处理之后的稀土掺杂的TiCrMnFe合金条带进行球磨，得到稀土掺杂的TiCrMnFe合金粉；对稀土掺杂的TiCrMnFe合金粉进行第二热处理；对经过第二热处理的稀土掺杂的TiCrMnFe合金粉进行热压烧结。其中，预设化学式为：TiCr2-y-z-a-b-cMny(LaaCebGdc)Fez，其中，y＝0.05，z＝0.4，a＝0.01，b＝0.005，c＝0.003。初级真空熔炼工艺具体为：真空度低于0.01Pa，熔炼时间为50min，在熔炼过程中，每熔炼100s将合金锭进行一次翻转。单辊急冷具体为：真空腔气压低于0.01Pa，铜辊转速为5000r/min，喷射气压为0.5MPa，喷口直径为1mm。对稀土掺杂的TiCrMnFe合金条带进行第一热处理具体为：热处理气压低于0.01Pa，热处理温度为600℃，热处理时间为5h，升温速率为20℃/min。对热处理之后的稀土掺杂的TiCrMnFe合金条带进行球磨具体为：球磨气氛为氩气气氛，球磨速度为1500r/min，球磨时间为3h，球料比为5:1，在球磨过程中每球磨60min，暂停球磨4min，球磨过程中控制球磨罐中的温度低于400℃。对稀土掺杂的TiCrMnFe合金粉进行第二热处理具体为：热处理气氛为氢气，热处理温度为400℃，热处理时间为20min，升温速率为20℃/min。对经过第二热处理的稀土掺杂的TiCrMnFe合金粉进行热压烧结具体为：热压气压低于0.03Pa，热压温度为1350℃，热压压力为10MPa，热压时间为20min。实施例2TiCrMnFe基环本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种TiCrMnFe基环保材料，其特征在于：所述TiCrMnFe基环保材料是由如下方法制备的：提供Ti、Cr、Mn、La、Ce、Gd以及Fe金属原料；按照预设化学式对所述Ti、Cr、Mn、La、Ce、Gd以及Fe金属原料进行称重；将称重之后的所述Ti、Cr、Mn、La、Ce、Gd以及Fe金属原料进行初级真空熔炼，得到初级TiCrMnFe合金锭；对所述初级TiCrMnFe合金锭进行破碎；对破碎之后的初级TiCrMnFe合金锭进行单辊急冷以得到稀土掺杂的TiCrMnFe合金条带；对所述稀土掺杂的TiCrMnFe合金条带进行第一热处理；对热处理之后的稀土掺杂的TiCrMnFe合金条带进行球磨，得到稀土掺杂的TiCrMnFe合金粉；对所述稀土掺杂的TiCrMnFe合金粉进行第二热处理；对经过第二热处理的稀土掺杂的TiCrMnFe合金粉进行热压烧结。

【技术特征摘要】
1.一种TiCrMnFe基环保材料，其特征在于：所述TiCrMnFe基环保材料是由如下方法制备的：提供Ti、Cr、Mn、La、Ce、Gd以及Fe金属原料；按照预设化学式对所述Ti、Cr、Mn、La、Ce、Gd以及Fe金属原料进行称重；将称重之后的所述Ti、Cr、Mn、La、Ce、Gd以及Fe金属原料进行初级真空熔炼，得到初级TiCrMnFe合金锭；对所述初级TiCrMnFe合金锭进行破碎；对破碎之后的初级TiCrMnFe合金锭进行单辊急冷以得到稀土掺杂的TiCrMnFe合金条带；对所述稀土掺杂的TiCrMnFe合金条带进行第一热处理；对热处理之后的稀土掺杂的TiCrMnFe合金条带进行球磨，得到稀土掺杂的TiCrMnFe合金粉；对所述稀土掺杂的TiCrMnFe合金粉进行第二热处理；对经过第二热处理的稀土掺杂的TiCrMnFe合金粉进行热压烧结。2.如权利要求1所述的TiCrMnFe基环保材料，其特征在于：其中，所述预设化学式为：TiCr2-y-z-a-b-cMny(LaaCebGdc)Fez，其中，y＝0.05-0.15，z＝0.4-0.6，a＝0.01-0.02，b＝0.005-0.008，c＝0.003-0.006。3.如权利要求1所述的TiCrMnFe基环保材料，其特征在于：所述初级真空熔炼工艺具体为：真空度低于0.01Pa，熔炼时间为50-60min，在熔炼过程中，每熔炼100-200s将合金锭进行一次翻转。4.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵鹏，
申请(专利权)人：南通志乐新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32