[發明專利]一種含氫量可調的金屬塊體材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201410769376.9
• 申請日: 2014-12-12
• 公開（公告）號: CN105734346A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 馬書旺;楊劍;梁秋實;劉坤;楊志民;甘斌;何震;羅英
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C1/05
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 陳波

技術領域

本發明屬于含氫塊體材料制備技術領域，具體涉及一種含氫量可調的金屬塊體材料及其制備方法，該材料具有氫含量精確可控的特點，可用于氫含量測試標樣和其它需要精確控制釋放氫氣氣量的場合。

背景技術

目前國內用于測試材料內部含氫量的標準主要有《鋼鐵氫含量的測定惰氣脈沖熔融熱導法》，標準號GB/T223.82-2007，該標準適用于鋼鐵中質量分數為0.2μg/g～30.0μg/g氫含量的測定。測試中，使用的標準樣品為質量在0.5g～2.5g之間的鋼中氫標準物質，其氫含量接近或略大于未知樣品氫含量。

上述標準只適用于含氫量較低的材料中氫含量的測量，但對于含氫量較高(如氫的質量分數＞30μg/g)的材料，目前尚沒有特定的適用標準，測試方法一般采用惰氣脈沖紅外吸收法，并參照標準ASTME1447-2009或GB/T4698.15。上述兩種標準均適用于鈦合金中質量分數為6μg/g～260μg/g氫含量的測定。測試中，使用的標準樣品為質量在0.15g～0.3g之間的鈦中氫標準物質，其氫含量接近或略大于未知樣品氫含量。目前，鈦中氫標準物質主要包含有氫含量為200μg/g左右和氫含量為20000μg/g左右的標準樣，對于氫含量介于中間范圍的標準樣卻很難制備，若仍采用上述標準樣來校準測試含氫量介于中間范圍的材料，測試值會帶來很大的誤差。因此，為了擴大含氫量的測試范圍，目前亟需一種穩定的、氫含量精確調節的氫標準物質。

發明內容

本發明的目的在于提供一種含氫量可調的金屬塊體材料及其制備方法，所述的金屬塊體材料穩定、含定量氫，該材料可應用于氫標準物質和其它需要精確控制釋放氫氣氣量的場合。

本發明的技術方案如下：

一種含氫量可調的金屬塊體材料，由金屬基體和金屬氫化物復合而成，所述金屬基體為鋁或鋁合金；所述金屬氫化物為氫化鋯或氫化鈦。

其中，含有的金屬氫化物的體積分數為2％～33％，含氫量為1000μg/g～10000μg/g。

進一步的，所述鋁合金為鋁鎂合金。

上述含氫量可調的金屬塊體材料的制備方法，采用粉末冶金法，將金屬基體粉末和金屬氫化物粉末混合均勻，通過等靜壓成型實現材料的致密化，制備金屬塊體材料。

本發明的含氫量可調的金屬塊體材料，通過改變金屬基體粉末和氫化物粉末的配比，使金屬氫化物的體積分數為介于2％～33％之間的任意值(其余為金屬基體及不可避免的雜質)，該材料的含氫量可在1000μg/g～10000μg/g范圍內進行調節。當金屬氫化物的體積分數小于2％時，材料的含氫量較低且氫元素的分散均勻性較差；當金屬氫化物的體積分數大于33％時，采用粉末冶金法很難制備成型，材料的致密度和力學性能較差。只有使金屬氫化物的體積分數介于上述區間范圍內，材料的含氫量才能精確調節，制備的金屬塊體材料才能具有力學性能和耐久性良好且氫含量釋放可控的特點，將該材料應用于氫標準物質可有效擴大氫含量的測試范圍。

本發明采用粉末冶金法，將金屬基體粉末和金屬氫化物粉末按一定比例進行配比并混合均勻，通過等靜壓成型實現材料的致密化，最終制備穩定的、含定量氫的金屬塊體材料。通過改變金屬基體粉末和氫化物粉末的配比，該材料的含氫量可在較大范圍內進行調節(1000μg/g～10000μg/g)。將該材料可用于氫含量測試標樣和其它需要精確控制釋放氫氣氣量的場合，可有效擴大氫含量的測試范圍。

附圖說明

圖1為含氫量可調的金屬塊體材料的DSC曲線。

具體實施方式

下面通過實施例對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。

實施例1

稱取純鋁粉末95g、氫含量為2.0％的氫化鋯粉末5g，在氬氣保護氣氛下對稱取的兩種原料進行混合，確保兩種粉末混合均勻。將上述混合粉末裝入包套中進行等靜壓成型，實現材料的致密化。該方法制備的塊體材料的氫含量為1000μg/g，制備的含氫量可調的金屬塊體材料可精確調節含氫量，具有力學性能和耐久性良好且氫含量釋放可控的特點，如圖1，通過曲線可以看出，制備的含氫塊體材料可以通過高溫加熱方式促使材料內部發生放熱反應，從而釋放出材料內部含有的氫元素。

實施例2

稱取純鋁粉末80g、氫含量為2.0％的氫化鋯粉末20g，在氬氣保護氣氛下對稱取的兩種原料進行混合，確保兩種粉末混合均勻。將上述混合粉末裝入包套中進行等靜壓成型，實現材料的致密化。該方法制備的塊體材料的氫含量為4000μg/g。

實施例3