[發(fā)明專利]一種Y-Al-Ni中間合金及其制備方法和應(yīng)用有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011001345.0 | 申請日： | 2020-09-22 |
| 公開（公告）號： | CN112080766B | 公開（公告）日： | 2022-01-11 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王玉香;賴華生;任權(quán)兵;文小強(qiáng);郭庭輝;洪侃;鄭波;周有池;劉雯雯;袁德林;陳燕飛;周新華 | 申請（專利權(quán)）人： | 贛州有色冶金研究所有限公司;江西江鎢浩運(yùn)科技有限公司 |
| 主分類號： | C25C3/36 | 分類號： | C25C3/36;C22C19/03;C22C28/00 |
| 代理公司： | 北京高沃律師事務(wù)所 11569 | 代理人： | 劉奇 |
| 地址： | 341000 江西省*** | 國省代碼： | 江西;36 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 al ni 中間 合金 及其 制備 方法 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明提供了一種Y?Al?Ni中間合金及其制備方法和應(yīng)用，屬于合金材料技術(shù)領(lǐng)域。按質(zhì)量百分含量計，本發(fā)明提供的Y?Al?Ni中間合金，包括Y 20～60％，Al 2～30％，余量為鎳以及不可避免雜質(zhì)。采用本發(fā)明提供的Y?Al?Ni中間合金制備稀土儲氫合金時不需要較高的熔煉溫度，稀土儲氫合金成分易于控制，同時還可以解決生產(chǎn)過程中直接添加金屬鋁后的偏析問題，有利于使稀土儲氫合金成分更均勻。本發(fā)明提供了所述Y?Al?Ni中間合金的制備方法。本發(fā)明基于熔鹽電解法制備所述Y?Al?Ni中間合金，所用原料熔鹽電解質(zhì)以及電解原料價格便宜，克服了直接用金屬釔以及金屬鋁做原料制備稀土儲氫材料時成本較高的難題。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及合金材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種Y-Al-Ni中間合金及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)
稀土儲氫合金從應(yīng)用到現(xiàn)在已經(jīng)有二十幾年的時間，在新能源時代到來的今天，其作為氫能利用的儲氫載體，仍然具有廣闊的發(fā)展空間和應(yīng)用前景。稀土儲氫合金的主要成分是La和Ni，生產(chǎn)中采用混熔法制備，具體是將金屬鑭和金屬鎳在真空條件下加熱到一定溫度熔化，混勻后冷卻即得。但是，以La和Ni作為主要成分的稀土儲氫合金存在成本高、抗氧化性差、易粉化以及循環(huán)壽命低等問題。為了改善稀土儲氫合金的綜合性能，科研工作者對稀土儲氫合金的性能優(yōu)化做了大量的研究工作，其中元素替代是最為有效的一種改性方式。
研究表明，元素Y的替代以及元素A1的替代有利于提高稀土儲氫合金的綜合性能。現(xiàn)有技術(shù)中采用混熔法制備稀土儲氫合金的過程中，元素Y和元素Al分別以金屬釔和金屬鋁的方式按化學(xué)計量比添加。雖然添加金屬釔和金屬鋁后，稀土儲氫合金具有較好的儲氫性能，但是金屬鋁熔點(diǎn)(660℃)較低，在制備稀土儲氫合金的熔煉過程中容易造成合金偏析；而且，金屬鑭的熔點(diǎn)是920℃，金屬鎳的熔點(diǎn)是1455℃，而金屬釔的熔點(diǎn)是1522℃，其熔點(diǎn)較高，為了使金屬釔熔化，需要較高的熔煉溫度，這種情況下金屬鑭、金屬鎳以及金屬鋁等金屬的揮發(fā)較為嚴(yán)重，從而導(dǎo)致稀土儲氫合金成分不易控制，稀土儲氫合金收率降低，通常低于97.5％。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種Y-Al-Ni中間合金及其制備方法和應(yīng)用，采用本發(fā)明提供的Y-Al-Ni中間合金制備稀土儲氫合金時可以降低稀土儲氫合金的熔煉溫度，提高收率，稀土儲氫合金成分易于控制，同時可以解決生產(chǎn)過程中直接添加金屬鋁后的偏析問題，有利于使稀土儲氫合金成分更均勻。
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：
本發(fā)明提供了一種Y-Al-Ni中間合金，按質(zhì)量百分含量計，包括Y20～60％，Al2～30％，余量為鎳以及不可避免雜質(zhì)。
優(yōu)選地，包括Y30～55％，Al4～10％，Ni35～60％。
優(yōu)選地，所述不可避免雜質(zhì)包括C、Si和Ca，所述Y-Al-Ni中間合金中C含量≤500ppm，Si含量≤500ppm，Ca含量≤500ppm。
本發(fā)明提供了上述技術(shù)方案所述Y-Al-Ni中間合金的制備方法，包括以下步驟：
將熔鹽電解質(zhì)置于電解槽中，加熱至所述熔鹽電解質(zhì)完全熔化，得到電解質(zhì)熔體；
向所述電解質(zhì)熔體中加入電解原料，并將承接坩堝置于電解槽中，以石墨板為陽極并配以相應(yīng)的陰極，進(jìn)行電解，在所述陰極表面形成液態(tài)合金，并收集于所述承接坩堝中；
將所述液態(tài)合金進(jìn)行澆鑄，得到Y(jié)-Al-Ni中間合金；
所述熔鹽電解質(zhì)為YF3、AlF3和LiF的混合物，或者為YF3和LiF的混合物；
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