一种储氢合金的球磨活化方法技术

本发明专利技术公开了一种储氢合金的球磨活化方法，先将合金颗粒放入磨球罐中，球磨比为60：1，合金为TiZrMnCrVCu合金，将磨球罐抽真空，然后在磨球罐灌入氢气，压力为50

【技术实现步骤摘要】
一种储氢合金的球磨活化方法


[0001]本专利技术涉及一种储氢合金的球磨活化方法。

技术介绍

[0002]储氢合金在吸氢前，要先活化处理。因为合金表面通常覆盖一层致密的氧化层，导致氢原子无法进入合金内部造成阻碍。因此在使用合金吸放氢前，必须先在高温高压下进行活化，才能使氢气穿透表面之氧化层。然而当氢气进入合金内部时，合金会膨胀使颗粒爆裂而形成新的表面。所谓的活化就是指储氢合金第一次与氢原子反应，获得吸放氢活性的过程，但有些合金的活化温度跟压力高，且活化的时间长，导致产品存在生产周期长、耗能高的问题。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本专利技术提供一种活化效率高的储氢合金的球磨活化方法。
[0004]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种储氢合金的球磨活化方法，先将合金颗粒放入磨球罐中，将磨球罐抽真空，然后在磨球罐灌入氢气，压力为50
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65bar，活化1.5
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2.5小时，氢气进入合金内部，合金膨胀使颗粒爆裂成粉末而形成新的表面，活化完成。
[0005]进一步的，所述合金为TiZrMnCrVCu合金，Ti：Zr：Mn：Cr：V：Cu摩尔比为（0.7
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1）：（0
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0.3）：（0.6
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1.3）：（0.3
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0.9）：（0.1
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0.7）：（0
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0.2）。
[0006]进一步的，球磨比大于40:1。
[0007]进一步的，磨球设备转速大于150转。
[0008]本专利技术的有益效果：在金属球磨罐内材料与研磨球不断地撞击混和，材料随后会破裂并生成新鲜的活性表面，在长时间的反复作用下，材料开始产生疲劳现象，而降低了冷焊的发生，破裂的发生渐渐地取代了团聚的产生，使材料层状结构间距缩小，球磨一定时间后，破裂与冷焊速度达到平衡。这种球磨方式来被制储氢材料能加快氢化反应。同时，机械合金法还能使添加物与材料充分搅和，使其均匀分布在材料表面，甚至固溶至材料内部，可望大幅改变储氢材料之吸放氢性质。
附图说明
[0009]图1为粉末混和物经机械球磨后产生细化的示意图；图2为纳米粉末的颗粒尺寸与晶粒尺寸示意图；图3为一般活化方法储氢性能和时间变化图；图4为本专利技术的活化方法储氢性能和时间变化图；
具体实施方式
[0010]下面结合附图1
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4对本专利技术做详细介绍：本专利技术磨球对合金做活化，加速活化速度，其工艺是先将合金颗粒放入磨球罐中，将磨球罐抽真空（真空度<1Pa），将磨球罐灌入氢气到指定压力50
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65bar（优选60bar），活化1.5
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2.5小时（优选为2小时），氢气进入合金内部，合金会膨胀使颗粒爆裂成粉末而形成新的表面，活化完成。
[0011]本实施例为TiZrMnCrVCu合金，其成分组成为：Ti：Zr：Mn：Cr：V：Cu摩尔比为（0.7
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1）：（0
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0.3）：（0.6
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1.3）：（0.3
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0.9）：（0.1
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0.7）：（0
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0.2）。
[0012]球磨活化参数：磨球设备转速200转，运行时间2小时，磨球罐氢气压力60bar，球料比60：1。
[0013]金属材料与研磨球在密闭球磨罐内，经过高速地旋转，材料与研磨球不断地撞击混和，如图1所示。磨球的撞击力会导致材料沿虚线箭头方向依次发生弹性变形、塑性变形和剪切变形，产生加工硬化，材料随后会破裂并生成新鲜的活性表面，但由于这些新生的表面活性较高容易形成冷焊团聚，导致颗粒尺寸增加。团聚后之金属粉末具有层状结构，在长时间的反复作用下，材料开始产生疲劳现象，而降低了冷焊(Cold Welding)的发生，破裂的发生渐渐地取代了团聚的产生，使材料层状结构间距缩小，球磨一定时间后，破裂与冷焊速度达到平衡。图1右侧为球磨局部放大示意图。图2为比表面积(和颗粒尺寸呈正比)与晶粒尺寸的示意图,图中A未颗粒，B为晶粒。经过球磨的材料，除了晶粒细化(可达纳米级)导致晶界增加之外，由于粉末颗粒受大极大的塑性变形，而材料多晶体产生了许多缺陷，例如：差排(Dislocations)、空位(Vacancies)、层积错位(Stacking faults)等。上述这些现象皆导致了原子的扩散路径缩短，在球磨的过程中，动能转化成热能，使得温度上升，也促使了金属固溶体、金属间化合物等产物生成。同理，也能使用结构的缺陷使氢的扩散速率增高，也利用这种球磨方式来被制储氢材料能加快氢化反应。同时，机械合金法还能使添加物与材料充分搅和，使其均匀分布在材料表面，甚至固溶至材料内部，可望大幅改变储氢材料之吸放氢性质。
[0014]如图3所示，一般活化，需要40小时。如图4所示，本专利技术磨球活化，只要2.6小时完成活化储氢。本专利技术使用磨球活化，可以快速活化合金，加快工艺时间。
[0015]需要说明的是，在本专利技术中，未解释的专业术语为本领域的通用名称，未详细说明的方法步骤也是本领域技术人员的常识。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法或者设备所固有的要素。
[0016]尽管已经示出和描述了本专利技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本专利技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本专利技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储氢合金的球磨活化方法，其特征在于，先将合金颗粒放入磨球罐中，将磨球罐抽真空，然后在磨球罐灌入氢气，压力为50
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65bar，活化1.5
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2.5小时，氢气进入合金内部，合金膨胀使颗粒爆裂成粉末而形成新的表面，活化完成。2.如权利要求1所述的一种储氢合金的球磨活化方法，其特征在于，所述合金为TiZrMnCrVCu合金，Ti：Zr：Mn：Cr：V：Cu摩尔比为（0.7
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【专利技术属性】
技术研发人员：蔡升弘，林传宜，姚振东，吴明书，吴智，吴明远，吴庆颖，高义浩，
申请(专利权)人：海南天宇科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：