[發明專利]鈦鐵基貯氫合金

無效

• 申請號: 200710038697.1
• 申請日: 2007-03-29
• 公開（公告）號: CN101067175A
• 公開（公告）日: 2007-11-07
• 發明（設計）人: 張金龍;方守獅;孟祥海;金航軍;林根文;葛建生
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;C22C38/14;C22C30/00;C22C38/16
• 代理公司: 上海上大專利事務所
• 代理人: 王正

技術領域

本發明涉及一種鈦鐵基貯氫合金，尤其涉及一種較高貯氫量及低成本鈦鐵基貯氫合金，屬貯氫材料技術領域。

背景技術

TiFe合金是AB型貯氫合金的典型代表，它是由美國國立Brookhaven實驗室的Reilly在1974年首先提出來的。TiFe在常溫和20—50atm氫壓下具有較大的可逆吸放氫量，氫化物的分解壓力僅為十個大氣壓左右，接近工業實際應用；雖然TiFe基合金在吸放氫循環過程中容量衰減和產生粉化，但是在密閉的容器中該系合金吸放氫循環壽命能達到3000次以上；此外，該合金系是目前常溫貯氫金屬材料中價格最低廉的，Ti和Fe兩種元素在自然界中含量豐富，很適合在工業中大規模應用，是很有前途的貯氫合金系列。

但是，TiFe系貯氫合金活化較困難，貯氫容量仍不能滿足實際應用要求不斷提高的需要，且和氫氣的反應速度較慢。其他系列的貯氫合金，例如LaNi₅或TiMn_1.5首次吸氫在室溫和20—30atm氫壓下吸氫幾分鐘至幾個小時就可以，而TiFe合金需要在加熱到350℃溫度下抽真空至10^-1Pa脫氣數小時后充氫才能吸氫，即使開始吸氫，也需要約幾十倍于LaNi₅或TiMn_1.5的吸氫時間才能完成吸氫。

為了克服上述缺點，合金化是有效的辦法之一，用合金元素取代Ti或Fe來改善該系合金的貯氫性能已有不少文獻報道的合金，例如TiFe_0.8Mn_0.2，TiFe_0.85Cr_0.15，TiFe_0.9Co_0.1，TiFe_0.9Cu_0.1，TiFe_0.8Mo_0.2等，通過合金化能有效地降低平臺壓力，提高合金的活化和動力學性能。Hiroshi?Nagai等人(J.Less-Common?Met.1987；Vol.134，P275)研究了Ti-Fe-Mn系貯氫合金，貯氫容量達218ml/g。T.Bratanich(Int.J.Hydrogen?Energy?1995；Vol.20，P353)通過壓縮TiFe合金粉末或幾種合金的混合粉末來改善活化性能，用450Mpa的壓力壓縮0.1—0.2mm的TiFe粉末，形成的壓塊在100℃下就能活化。馬建新等(金屬學報，1999；Vol.35，P805)研究FeTi_1.3(Mm)_y合金的貯氫性能，未經任何活化處理在室溫下就能活化，但其放氫量較低。近年來，隨著國內外金屬原材料的價格不斷上漲，研制相對貯氫容量較高而價格低廉貯氫合金的任務對貯氫材料的實際應用來說尤為迫切。

發明內容

本發明的目的是提供一種鈦鐵基貯氫合金。

本發明的另一目的是提供一種較高貯氫量及低成本鈦鐵基貯氫合金。

本發明的上述目的是通過以下技術方案實現的：

一種鈦鐵基貯氫合金，其特征在于化學組成式如下：Ti_x-yM_yFe_1-a-zCr_aN_z，式中M為Zr，V，Nb中的一種元素，N為Ni，Co，Cu，Mo，Mn，Al，Sn中的一種元素，1.0≤x≤1.3，0.01≤y≤0.15，0.01≤a≤0.2，0.01≤z≤0.1。

上述組成的Ti_x-yM_yFe_1-zCr_aN_z鈦鐵基貯氫合金，其特征在于合金組成中當M為Zr中的一種元素時，N為Ni，Co，Cu中的一種元素。

Ti_x-yM_yFe_1-a-zCr_aN_z鈦鐵基貯氫合金，其特征在于合金組成中當M為V，Nb元素時，N為Mo，Mn，Al，Sn中的一種元素。

Ti_x-yM_yFe_1-a-zCr_aN_z鈦鐵基貯氫合金，其特征在于合金組成中1.0≤x≤1.1，0.03≤y≤0.08，0.02≤z≤0.06。