[發明專利]一種釔鎳合金及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011149687.7
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112267131B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 王玉香;賴華生;文小強;洪侃;陳燕飛;劉雯雯;周有池;袁德林;普建;周新華
• 申請（專利權）人: 贛州有色冶金研究所有限公司
• 主分類號: C25C3/36
• 分類號: C25C3/36
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 趙琪

本發明提供了一種釔鎳合金及其制備方法和應用，屬于合金材料技術領域。本發明提供的方法包括以下步驟：提供熔鹽電解質，所述熔鹽電解質包括YF₃和LiF；提供電解原料，所述電解原料包括Y₂O₃和NiO；將所述熔鹽電解質置于電解槽中，加熱至所述熔鹽電解質完全熔化，得到電解質熔體；向所述電解質熔體中加入電解原料，將承接坩堝置于電解槽中，以石墨板為陽極，以惰性金屬電極為陰極，進行電解，在所述陰極表面形成液態合金，收集于所述承接坩堝中；將收集到的液態合金進行澆鑄，得到釔鎳合金。本發明以YF₃?LiF熔鹽電解質體系電解Y₂O₃及NiO制備釔鎳合金，不消耗陰極，操作簡單，產品成分組織均勻，適合大規模生產。

技術領域

本發明涉及合金材料技術領域，尤其涉及一種釔鎳合金及其制備方法和應用。

背景技術

稀土儲氫合金的主要成分是鑭和鎳，生產中采用混熔法制備，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。稀土儲氫合金中添加釔(Y)元素，可有效提高稀土儲氫電池的循環壽命，提高單位重量儲能量。現有技術中采用混煉法制備稀土儲氫合金時，釔元素通常是以金屬釔的形式按化學計量比添加。但金屬釔的熔點較高，為1522℃，為了使金屬釔熔化，需要較高的熔煉溫度，這種情況下其它原料如金屬鑭(熔點是920℃)以及金屬鎳(熔點是1455℃)的揮發較為嚴重，從而導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98％。

隨著稀土應用領域的不斷開拓，稀土金屬呈合金形態的應用也日益增多。使用稀土合金較單獨使用稀土金屬相比，具有氧化燒損少、節約能源、生產成本低的優勢。稀土合金的制備方法主要有對摻法和熔鹽電解法。早期通常采用稀土金屬與合金元素配制混熔的對摻法，該方法雖然比較成熟，方便易行，但該方法采用的原料為稀土金屬，尤其對中重稀土金屬而言，制備工藝復雜，成本較高。采用熔鹽電解法直接制取稀土合金，由于簡化了合金制造的工藝過程，節省了能耗，在經濟上與對摻法相比，有著明顯的優勢。

專利申請CN103060853公開了一種熔鹽電解制備鈥鐵合金的方法，具體是以石墨片為陽極，純鐵棒為陰極，鐵坩堝為金屬接收器，以氧化鈥為電解原料，在氟化物體系中制備鈥鐵合金。專利申請CN1827860公開了一種熔鹽電解生產鏑鐵合金工藝及設備，具體是在高溫條件下，將氧化鏑溶解于氟化物中，溶解的氧化鏑隨即發生電離，在直流電場的作用下，鏑離子在鐵陰極表面析出，鏑與鐵合金化形成鏑鐵合金。

但是以上制備稀土合金的方法均為自耗陰極法，此法制備的稀土合金中稀土含量波動大，影響產品的一致性；且生產過程中陰極消耗快，需要頻繁更換，員工勞動強度大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種釔鎳合金及其制備方法和應用，采用本發明提供的方法不消耗陰極，操作簡單，且產品成分組織均勻，適合大規模生產；以本發明提供的釔鎳合金作為原料制備稀土儲氫合金，所得稀土儲氫合金的產率高。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種釔鎳合金的制備方法，包括以下步驟：

提供熔鹽電解質，所述熔鹽電解質包括YF₃和LiF；

提供電解原料，所述電解原料包括Y₂O₃和NiO；

將所述熔鹽電解質置于電解槽中，加熱至所述熔鹽電解質完全熔化，得到電解質熔體；

向所述電解質熔體中加入電解原料，將承接坩堝置于電解槽中，以石墨板為陽極，以惰性金屬電極為陰極，進行電解，在所述陰極表面形成液態合金，收集于所述承接坩堝中；

將所述收集到的液態合金進行澆鑄，得到釔鎳合金。