一种钛锰系储氢合金及其制备方法技术

本发明专利技术涉及储氢合金技术领域，提供了一种钛锰系储氢合金及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
一种钛锰系储氢合金及其制备方法


[0001]本专利技术涉及储氢合金
，尤其涉及一种钛锰系储氢合金及其制备方法
。

技术介绍

[0002]氢能是一种来源丰富
、
清洁低碳
、
灵活高效
、
应用广泛的二次能源，是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体
。
在氢的大规模应用过程中，氢的安全
、
高效存储是制约氢能应用的主要瓶颈
。
在固态储氢材料中，主要分为
AB、AB2和
AB5等结构类型
。
其中，
AB
型储氢合金活化困难，难以满足实际应用；
AB5型储氢合金已在镍氢电池中商业化应用，但其储氢量仅有
1.4wt
％，难以满足固态储氢的能量需求；而
AB2型储氢合因其较高的理论储氢量
(2.0wt
％
)、
成本低和适中的吸放氢平台等特点，已成为最具应用前景的固态储氢材料之一
。
[0003]Ti
‑
Mn
系储氢合金作为
AB2型储氢合金的典型代表，具有
laves
相结构
。
研究中常用
Zr
元素替代部分
A
侧的
Ti
元素，
B
侧常用
Cr、Fe
元素替代部分
Mn
元素，以提高改善钛锰系储氢合金的性能
。r/>在实际生产中，储氢合金的熔炼常按配方比例的单质金属混合熔炼，熔炼完成后出炉浇铸，获得储氢合金铸锭
。
但是，采用这种方法制备储氢合金时，所得储氢合金的氧含量较高，储氢量低，且收率较低
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种钛锰系储氢合金及其制备方法
。
本专利技术先将金属锰和金属铬制备成锰铬合金，再利用锰铬合金制备钛锰系储氢合金，所得储氢合金的氧含量低
、
储氢量高，且金属收率高
。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]一种钛锰系储氢合金的制备方法，包括以下步骤：
[0007](1)
按照式
I
中的化学配比，将金属锰和金属铬进行熔融和浇铸，得到锰铬中间合金；
[0008]Ti
x
Zr1‑
x
Mn
a
Cr
b
Fe
c
式
I
；
[0009]式
I
中：
0.8≤x
＜1，
0.95≤a≤1.55
，
0.75≤b≤0.95
，0＜
c≤0.3
，
1.8≤a+b+c≤2.2
；
[0010](2)
按照式
I
中的化学配比，将金属钛
、
金属锆
、
锰铬中间合金和金属铁配料后进行熔炼和浇铸，得到钛锰系储氢合金
。
[0011]优选的，所述步骤
(1)
中，金属锰的用量过量2～
5wt
％
。
[0012]优选的，所述熔融的温度为
1400
～
1800℃
，保温时间为
10
～
20min
，升温至所述熔融的温度的升温速率为
10
～
20℃
·
min
‑1；所述熔融在真空中频感应炉中进行
。
[0013]优选的，所述步骤
(1)
中，浇铸后得到锰铬中间合金锭，还包括将所得锰铬中间合金锭进行破碎
。
[0014]优选的，所述熔炼的温度为
1400
～
1900℃
，保温时间为
10
～
30min
；所述熔炼在保
护气氛中进行
。
[0015]优选的，所述步骤
(2)
中，浇铸后得到钛锰系储氢合金锭；还包括将所述钛锰系储氢合金锭依次进行破碎球磨处理和过筛，得到钛锰系储氢合金粉末
。
[0016]优选的，所述过筛用筛网的目数为
200
目
。
[0017]本专利技术还提供了上述方案所述制备方法制备的钛锰系储氢合金，化学式如式
I
所示：
[0018]Ti
x
Zr1‑
x
Mn
a
Cr
b
Fe
c
式
I
；
[0019]式
I
中：
0.8≤x
＜1，
0.95≤a≤1.55
，
0.75≤b≤0.95
，0＜
c≤0.3
，
1.8≤a+b+c≤2.2。
[0020]优选的，所述钛锰系储氢合金的氧含量
≤0.08wt
％
。
[0021]本专利技术提供了一种钛锰系储氢合金的制备方法，包括以下步骤：
(1)
按照式
I
中的化学配比，将金属锰和金属铬进行熔融和浇铸，得到锰铬中间合金；
Ti
x
Zr1‑
x
Mn
a
Cr
b
Fe
c
式
I
；式
I
中：
0.8≤x
＜1，
0.95≤a≤1.55
，
0.75≤b≤0.95
，0＜
c≤0.3
，
1.8≤a+b+c≤2.2
；
(2)
按照式
I
中的化学配比，将所述锰铬中间合金
、
金属钛
、
金属锆和金属铁配料后进行熔炼和浇铸，得到钛锰系储氢合金
。
本专利技术将金属锰和金属铬制备成锰铬中间合金，再利用锰铬中间合金去制备储氢合金，能够降低氧含量，提高储氢合金的金属收率和储氢量
。
进一步的，本专利技术采用锰铬中间合金制备储氢合金，还能降低熔炼温度
、
缩短熔炼时间，有利于节约能耗
。
并且，本专利技术提供的方法条件温和，流程简单，成本低，可操作性强，适于工业化生产
。
[0022]本专利技术还提供了上述方案所述制备方法制备的钛锰系储氢合金，本专利技术制备的钛锰系储氢合金，具有良好的活化性能，能够在室温下直接吸氢，合金最大吸氢量达
1.7wt
％以上
。
附图说明
[0023]图1为实施例1所得
Ti
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种钛锰系储氢合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)
按照式
I
中的化学配比，将金属锰和金属铬进行熔融和浇铸，得到锰铬中间合金；
Ti
x
Zr1‑
x
Mn
a
Cr
b
Fe
c
式
I
；式
I
中：
0.8≤x
＜1，
0.95≤a≤1.55
，
0.75≤b≤0.95
，0＜
c≤0.3
，
1.8≤a+b+c≤2.2
；
(2)
按照式
I
中的化学配比，将所述锰铬中间合金
、
金属钛
、
金属锆和金属铁配料后进行熔炼和浇铸，得到钛锰系储氢合金
。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤
(1)
中，金属锰的用量过量2～
5wt
％
。3.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述熔融的温度为
1400
～
1800℃
，保温时间为
10
～
20min
，升温至所述熔融的温度的升温速率为
10
～
20℃
·
min
‑1；所述熔融在真空中频感应炉中进行
。4.
根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘雯雯，任权兵，赖华生，郑波，王玉香，李荣华，普建，冯兰，钟鸣，黄步雷，皮雄，钟婷，
申请(专利权)人：江西江钨浩运科技有限公司，
类型：发明
国别省市：