【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于含能材料，特别涉及一种金属氢化物材料及其制备方法。
技术介绍
1、随着社会进步和科技发展，武器的多种应用场景对含能材料安全性、环保性以及能量密度都提出了更高要求。当下，基于化学能的碳氢氮氧常规含能材料的能量密度已经达到极限，寻找更高能量密度含能材料迫在眉睫。固态氢在高压条件将由绝缘态转化为金属态，称为金属氢。金属氢的能量密度约为218kj/g，约为tnt当量的50倍；作为推进剂，金属氢的理论比冲是1700s，是目前最强大的推进剂比冲的3.5倍。因此金属氢属于超高能量密度材料，是未来常规毁伤含能材料的制高点。
2、金属氢材料主要通过静高压作用制备。2017年，哈弗大学团队报道在495gpa的高压下发现了金属氢，遗憾的是，该实验由于缺少直接证据及样品未能再现等问题没有得到业界认可。1977年中科院物理所的徐济安先生在物理杂志上发表了金属氢材料的研究工作，预言了金属氢的一些重要性质，并开创性的提出了通过制备含氢晶体，即富氢材料实现金属氢性质。2004年美国科学家再次提出通过化学预压制备富氢材料实现金属氢材料这一思路。目前业界普遍认为，金属氢合成需要极高压力，通过合成富氢材料来实现金属氢性质是一种比较理想的路线。
3、近年来，多种类型的金属氢化物晶态材料被实验研究。但是金属氢化物中氢含量普遍较低，如何得到氢含量更高的金属氢化物仍是亟待解决的问题。
技术实现思路
1、鉴于以上分析，本专利技术旨在提供一种金属氢化物材料及其制备方法，用以解决以下技术问题之一
2、本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
3、一方面，本专利技术提供了一种金属氢化物材料，金属氢化物材料的化学式为hfhn，n的取值范围为3.75～18。
4、另一方面，本专利技术还提供了一种金属氢化物材料的制备方法，包括如下步骤：
5、s1、将氢源材料和金属原料封装到高压腔体中；高压腔体中放有催化剂；
6、s2、对氢源材料和金属原料进行加压，达到目标压强后，开始加热，并保压保温，制备得到金属氢化物材料hfhn，n的取值范围为3.75～18。
7、进一步的，催化剂包括碱金属、碱土金属、过渡金属或镧系元素。
8、进一步的，催化剂包括li、ca、fe、pd、pt或ce。
9、进一步的，s1之前还包括：完成金刚石压砧装置的准备工作，金刚石压砧装置的准备工作包括：
10、s01.根据金刚石压砧装置的压砧面积选择配套封垫并进行预压，使封垫中心位置出现压痕；
11、s02.在封垫的压痕中心位置处打孔，并将封垫安装到金刚石压砧的下砧面中心位置；
12、s03.在打孔位置添加绝缘层，覆盖孔及封垫表层，并完成预压；
13、s04.在绝缘层中心打孔，用于放置氢源材料；
14、s05.在金刚石压砧上砧面放置催化剂。
15、进一步的，s03中，绝缘层由氧化铝和黑胶混合均匀制备得到。
16、进一步的，s1中，将氢源材料和金属原料封装到高压腔体中包括：
17、s101.将氢源材料放置于绝缘层中心孔中；
18、s102.将金属原料放置于上砧面位置。
19、进一步的，氢源材料为氨硼烷及衍生物，金属材料为高纯金属铪靶材。
20、进一步的，s05还包括：先摆放一次电极；然后在金刚石压砧上砧面沉积二次电极，二次电极与一次电极配合进行电学测试。
21、进一步的，s2中，目标压强为6～400gpa。
22、与现有技术相比，本专利技术至少能实现以下技术效果之一：
23、1)本专利技术提供的hfhn氢含量较高，提高了金属氢化物材料的能量密度，其中hfh14是目前实验发现的氢含量最高的金属氢化物。通过提高金属氢化物中氢原子的含量，将以原子键合的氢直接压缩，实现氢的金属化，有可能获得金属氢性质，这使得金属氢化物材料(即富氢材料)具有重要的研究价值，成为实现趋于金属氢颠覆性含能材料的可行候选材料。
24、2)本专利技术的制备方法中，通过添加催化剂，促进了氢气分解并参与反应，降低了金属材料和氢发生反应所需的压强，与不添加催化剂的金属和氢的反应相比，hfhn的合成压强由现有的12.4～600gpa降低为6～400gpa，降低了6.4～200gpa。通过本专利技术的方法，保障了实验的重复性，降低了实验难度，成为探索新型金属超氢材料的重要手段。
25、本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
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1.一种金属氢化物材料，其特征在于，所述金属氢化物材料的化学式为HfHn，n的取值范围为3.75～18。
2.一种金属氢化物材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂包括碱金属、碱土金属、过渡金属或镧系元素。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂包括Li、Ca、Fe、Pd、Pt或Ce。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述S1之前还包括：完成金刚石压砧装置的准备工作，所述金刚石压砧装置的准备工作包括：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述S03中，绝缘层由氧化铝和黑胶混合均匀制备得到。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述S1中，将氢源材料和金属原料封装到高压腔体中包括：
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述氢源材料为氨硼烷及衍生物，所述金属材料为高纯金属铪靶材。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述S05还包括：先摆放一次电极；然后在金刚
10.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述S2中，目标压强为6～400GPa。
...【技术特征摘要】
1.一种金属氢化物材料，其特征在于，所述金属氢化物材料的化学式为hfhn，n的取值范围为3.75～18。
2.一种金属氢化物材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂包括碱金属、碱土金属、过渡金属或镧系元素。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂包括li、ca、fe、pd、pt或ce。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述s1之前还包括：完成金刚石压砧装置的准备工作，所述金刚石压砧装置的准备工作包括：
6.根据权利要求5所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：张俊，张昌玲，靳常青，
申请(专利权)人：中国科学院物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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