一种提高Mg2Ni型贮氢合金性能的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种提高Mg2Ni型贮氢合金电化学性能的方法及装置，所用合金成分为Mg2Ni1-xMnx(x=0～0.2)。该方法主要包括如下步骤：用感应熔炼法制备Mg2Ni1-xMnx(x=0～0.2)；将铸态Mg2Ni1-xMnx贮氢合金除去氧化层后破碎成小块置于石英管中，放入真空甩带机，抽真空后充氩气；加热熔融合金，在一定压力下从石英管口注射到高速旋转的水冷铜辊上快速凝固；在凝固过程中同时施加强度可调的静磁场；将上述制备合金样品在手套箱中氩气保护下研磨过筛即得到所需贮氢合金。本发明专利技术制备的Mg2Ni型贮氢合金电化学容量较高，循环性能有一定提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种磁场作用下快速凝固处理制备Mg2Ni型贮氢合金的方法和配套的装置，属于金属功能材料

技术介绍
镁基贮氢合金因具有高的理论容量且资源丰富，被认为是最具开发前景的金属贮氢材料，尤其是Mg2Ni型贮氢合金，其吸放氢容量高达3.6% (wt%),电化学容量达999mAh/go然而由于其氢化物相当稳定，并且Mg在碱性溶液中极易发生腐蚀生成Mg(OH) 2，从而导致实际的电化学容量很低(不到50mAh/g)，并且循环性能很差。目前，常见的改善Mg2Ni型贮氢合金常温贮氢性能的方法有机械合金化法，熔体快淬法及元素掺杂法。其中机械合金化法耗时耗力，且无法大规模生产，球磨获得的非晶和纳米晶结构属于亚稳态结构，循环性能很差。熔体快淬法可以改善合金成分均匀性，降低晶格应力，提高合金耐腐蚀性和抗粉化能力，然而快淬往往使得合金容量及动力学性能有所降低。元素掺杂的目的是为了降低合金氢化物稳定性，Mn部分取代Ni后，N1-H键能有所减小，使得吸放氢平台压升高，氢化物稳定性降低；Mn取代还有利于改善合金的循环稳定性。磁场对磁性材料的加工处理已成为材料科学基础研究和材料制备
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【技术保护点】
一种磁场作用下真空感应熔炼快淬装置，其特征在于，包括合金熔炼快淬装置、磁场处理装置和充抽气装置，所述的合金熔炼快淬装置包括中空的主体腔，用于装载合金块并开有喷嘴的石英管，用于加热合金的线圈、用于冷却合金的柱状的水冷铜辊、用于产生射频电流以控制线圈加热的射频感应加热控制装置和用于回收合金的中空的回收腔，所述的水冷铜辊设置于主体腔的中心位置且能绕自身轴线自转，所述的石英管竖直设置于水冷铜辊的正上方且喷嘴正对水冷铜辊，所述的线圈环绕石英管设置，所述的射频感应加热控制装置电连接控制线圈，所述的回收腔为圆台体，回收腔直径较大的一端设置于主体腔内水冷铜辊的自转甩带方向处并用于接收冷却后的合金，回收腔的另一...

【技术特征摘要】
1.一种磁场作用下真空感应熔炼快淬装置，其特征在于，包括合金熔炼快淬装置、磁场处理装置和充抽气装置，所述的合金熔炼快淬装置包括中空的主体腔，用于装载合金块并开有喷嘴的石英管，用于加热合金的线圈、用于冷却合金的柱状的水冷铜辊、用于产生射频电流以控制线圈加热的射频感应加热控制装置和用于回收合金的中空的回收腔，所述的水冷铜辊设置于主体腔的中心位置且能绕自身轴线自转，所述的石英管竖直设置于水冷铜辊的正上方且喷嘴正对水冷铜辊，所述的线圈环绕石英管设置，所述的射频感应加热控制装置电连接控制线圈，所述的回收腔为圆台体，回收腔直径较大的一端设置于主体腔内水冷铜辊的自转甩带方向处并用于接收冷却后的合金，回收腔的另一端设有腔门并穿出主体腔以供收集样品，所述的磁场处理装置包括二平行设置于石英管的喷嘴两侧的永磁铁和磁铁支架，所述的磁铁支架设置于主体腔内并支撑永磁铁，二永磁铁在石英管的喷嘴处形成静磁场且磁场方向与水平面平行，所述的充抽气装置连接主体腔和石英管并用于将主体腔内抽真空并充入惰性气体以及从石英管中吹出合金溶液。2.根据权利要求1所述的一种磁场作用下真空感应熔炼快淬装置，其特征在于，所述的永磁铁为方形永磁铁，永磁铁所形成的磁场强度为0.1 1.5T，永磁铁的长度不小于70mm，高度不小于30mm，永磁铁所形成的磁场覆盖石英管的喷嘴且高出喷嘴位置不小于IOmm,永磁铁的摆放方向与水冷铜辊的顶部切面方向平行。3.根据权利要求1所述的一种磁场作用下真空感应熔炼快淬装置，其特征在于，所述的磁铁支架由抗磁性材料制成且呈半圆弧形，磁铁支架的半圆弧的外径与主体腔的内径相同并固定于主体腔内，磁铁支架通过螺丝与磁铁固定连接。4.根据权利要求1所述的一种磁场作用下真空感应熔炼快淬装...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐有根，蒋晨曦，王海燕，彭志光，卢周广，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：