一种铝基合金颗粒、制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种铝基合金颗粒、制备方法及应用，属于合金的制备方法技术领域。本发明专利技术提供的铝基合金颗粒，其包括金属元素组分和非金属元素组分硅；其中，金属元素与硅，以质量百分比计算分别为：金属元素占80～95％，硅的占5～20％；金属元素组分包括铝及其它金属组分，以质量百分计，铝占总金属元素的95～99.9％，其它金属元素为锂、镁、锌的一种或多种。本发明专利技术提供了该铝基合金颗粒的制备方法，该制备方法具有原料易得、反应温度低、流程短、工艺简单、易于操作、成本低、对环境无污染等特点。通过该方法制备的铝基合金颗粒，具有良好的抗氧化性能，在与水反应时，产氢快速，且产氢量高。且产氢量高。且产氢量高。

【技术实现步骤摘要】
一种铝基合金颗粒、制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及合金的制备方法
，尤其涉及一种铝基合金颗粒、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]氢能源面临的主要挑战之一是清洁生产，但同时也要经济实惠。铝基合金是一种轻量化的储能材料，在储能领域具有广阔的应用前景。通过使用铝和水来产生氢气，整个过程不会排放任何温室气体。此外，像这样的技术可以帮助克服任何有水的地方的交通挑战。任何已经有水的地方只需要引入铝，就可以在现场产生反应生成氢气。使用铝作为我们的原料，可以变相的“存储”氢，其密度是以压缩气体的形式存储的10倍。
[0003]现有的铝基合金在抗氧化、产氢性能方面不太理想，这也限制了铝基储能合金在制氢储能的商业化应用。

技术实现思路

[0004]针对现有技术不足，本专利技术旨在提供一种高储能铝基合金以及一种工艺简单、便于工业化生产的高储能铝基合金的制备方法，以解决和缓解上述部分技术问题。
[0005]为达到上述目的，提供如下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种制氢铝基合金颗粒，其包括金属元素组分和硅组分；其中，金属元素与硅，以质量百分比计算分别为：金属元素占80～95％，硅的占5～20％；金属元素组分包括铝及其它金属组分，以质量百分计，铝占总金属元素的95～99.9％，其它金属元素为锂、镁、锌的一种或多种。
[0007]优选地，铝基合金中，以质量百分比计算，金属元素组分占比90％，硅组分占比10％；金属元属中，以质量百分比计算，铝占比99.8％，另两种金属元素分别为锂和镁，分别占比0.1％。
[0008]第二方面，本专利技术提供了一种铝基合金颗粒的制备方法，其包括以下步骤：
[0009]配制铝基合金各组成元素的金属材料，将各金属于材料放置于真空熔炼炉中，抽真空；
[0010]往炉内通入氩气并通电加热使真空熔炼炉内的金属全部溶化成金属溶液；
[0011]往金属溶液加入硅粉，搅拌金属溶液使各组分混合均匀；
[0012]金属溶液流入旋转离心盘，在惯性和离心力的作用下，金属溶液到达旋转离心盘边缘雾化成合金液滴；
[0013]合金液滴经液氮槽快速凝固成金属颗粒，即获得铝基合金颗粒。
[0014]进一步地，铝基合金颗粒的制备过程，包括从熔化至凝固成金属颗粒的过程均保持在真空环境下完成，其真空度不大于10Pa。
[0015]进一步地，所述铝基合金颗粒中金属元素包括95～99.9％的铝和0.1～5％的其他金属；所述其他金属为锂、镁、锌的一种或多种。
[0016]优选地，所述铝基合金颗粒中金属元素包括锂、镁，其占比分别为铝99.8％，锂0.1％，镁0.1％。
[0017]进一步地，真空熔炼炉内的温度为700～1000℃；优选地，温度为750～850℃。
[0018]进一步地，搅拌时，搅拌棒的旋转速度为500～900r/min；优选地，搅拌棒的旋转速度为700r/min。
[0019]进一步地，所述金属溶液与硅粉混分比例为，金属溶液80～95％；硅5～20％；优选地，金属溶液占90％，硅占10％。
[0020]进一步地，所述旋转离心盘的转速为30～100r/min；金属溶液流入旋转离心盘的流速为1～10kg/min。
[0021]进一步地，所述氩气纯度不低于99.9wt％。
[0022]第三方面，本专利技术提供了第一方面所述铝基合金颗粒和/或第二方面所述制备方法在制备氢气能源中的应用。
[0023]制备出的铝基合金颗粒直径为3～5mm。
[0024]本专利技术中涉及一种铝基合金颗粒及制备方法，与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0025](1)本专利技术提供的铝基合金颗粒，具有良好的抗氧化性能，在与水反应时，产氢快速，且产氢量高。
[0026](2)本专利技术提供的铝基合金颗粒备方法具有原料易得、反应温度低、流程短、工艺简单、易于操作、成本低、对环境无污染等特点。
附图说明
[0027]图1为本专利技术实施例提供的铝基合金颗粒成品图。
[0028]图2为本专利技术实施例提供的不同铝硅占比的铝基合金颗粒制氢量曲线。
[0029]图3为本专利技术实施例提供的不同金属元素占比铝基合金颗粒制氢量曲线。
[0030]图4为本专利技术实施例提供的铝基合金颗粒抗氧化验证结果。
具体实施方式
[0031]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解为，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0032]制氢铝基合金颗粒
[0033]本专利技术实施例提供了一种用于制氢的铝基合金，其包括金属元素组分和非金属元素组分硅。
[0034]本专利技术实施例中，金属元素与硅，以质量百分比计算分别为：金属元素占比80～95％，硅占5～20％；其中的硅元素均匀地加入合金元素中，可以加快铝与水的反应速率，并提升产氢量。
[0035]本专利技术实施例中，金属元素组分包括铝及其它金属组分，以质量百分计，铝占总金属元素的95～99.9％，其它金属元素为锂、镁、锌的一种或多种，通过其它金属元素可以提高金属铝与水反应活性的同时又可防止反应过于剧烈，在常温下能够与水温和的发生反应
产生氢气。
[0036]本专利技术实施例中，金属元素与非金属元素的质量占比没有明显的特殊要求。在某些优选地实施例中，铝基合金中，以质量百分比计算，金属元素组分占比90％，硅组分占比10％，即能保持明显的制氢速率，也能保证产氢量。
[0037]在本专利技术实施例中，金属元素与非金属元素的质量占比没有明显的特殊要求。在某些优选地实施例中，金属元属中，以质量百分比计算，铝占比99.8％，另两种金属元素分别为锂和镁，分别占比0.1％。
[0038]铝基合金颗粒制备方法
[0039]本专利技术实施例提供了上述制氢铝基合金颗粒的制备方法，其步骤包括：
[0040]配制铝基合金各组成元素的金属材料，将各金属于材料放置于真空熔炼炉中，抽真空；
[0041]往炉内通入氩气并通电加热使真空熔炼炉内的金属全部溶化成金属溶液；
[0042]往金属溶液加入硅粉，搅拌金属溶液使各组分混合均匀；
[0043]金属溶液流入旋转离心盘，在惯性和离心力的作用下，金属溶液到达旋转离心盘边缘雾化成合金液滴；
[0044]合金液滴经液氮槽快速凝固成金属颗粒，即获得铝基合金颗粒。
[0045]本专利技术实施例中，铝基合金颗粒的制备过程，包括从熔化至凝固成金属颗粒的过程均保持在真空环境下完成，其真空度不大于10Pa。
[0046]本专利技术实施例中，所述铝基合金颗粒中金属元素包括95～99.9％的铝和0.1～5％的其他金属；所述其他金属为锂、镁、锌的一种或多种，在某些优选的实施例中，所述铝基合金颗粒中金属元素包括锂、镁，其占比分别为铝为99.8％，锂为0.1％，镁为0.1％。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝基合金颗粒，其包括金属元素组分和非金属元素组分硅；其中，金属元素与硅，以质量百分比计算分别为：金属元素占80～95％，硅的占5～20％；金属元素组分包括铝及其它金属组分，以质量百分计，铝占总金属元素组分的95～99.9％，其它金属元素为锂、镁、锌的一种或多种。2.根据权利要求1的铝基合金颗粒，其中，以质量百分比计算，金属元素组分占比90％，硅组分占比10％；金属元属中，以质量百分比计算，铝占比99.8％，另两种金属元素分别为锂和镁，分别占比0.1％。3.权利要求1所述铝基合金颗粒的制备方法，其包括以下步骤：配制铝基合金颗粒各组成元素的金属材料，将各金属于材料放置于真空熔炼炉中，抽真空；往炉内通入氩气并通电加热使真空熔炼炉内的金属全部溶化成金属溶液；往金属溶液加入硅粉，搅拌金属溶液使各组分混合均匀；金属溶液流入旋转离心盘，在惯性和离心力的作用下，金属溶液到达旋转离心盘边缘雾化成合金液滴；合金液滴经液氮槽快速凝...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹吉胤，杨侠，刘海云，汪兴宇，
申请(专利权)人：楚氢苏州科技有限公司，
类型：发明
国别省市：