[發(fā)明專利]一種改善Mg-Y-Zn合金儲(chǔ)氫性能的方法

在審

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• 申請日: 2022-03-11
• 公開（公告）號: CN114959393A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張健;潘世雄;周小杰
• 申請（專利權(quán)）人: 長沙理工大學(xué)
• 主分類號: C22C23/06
• 分類號: C22C23/06;C22C1/03;C22F1/06;C01B3/00
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1.一種改善Mg-Y-Zn合金儲(chǔ)氫性能的方法，其特征在于：首先采用半連續(xù)鑄造法制備出鑄態(tài)Mg-9.1Y-1.8Zn合金，然后將其均勻化處理后進(jìn)行熱擠壓，進(jìn)而得到擠壓棒材，再在室溫下對擠壓棒材進(jìn)行旋鍛處理，得到旋鍛態(tài)Mg-9.1Y-1.8Zn合金。該方法包括以下步驟：

(1)對純鎂(99.99％)、純鋅(99.99％)以及中間合金Mg-30％Y(wt％)按一定比例進(jìn)行熔煉，采用半連續(xù)鑄造法制備出鑄態(tài)Mg-9.1Y-1.8Zn合金，將鑄態(tài)合金在525℃下均勻化處理36小時(shí)后，將其在400℃下預(yù)熱，采用后向擠壓法進(jìn)行擠壓，擠壓比為25：1，擠壓速度為1mm/s，得到直徑約為的擠壓棒材。在室溫下對擠壓棒材進(jìn)行了1-7次的旋鍛處理，其體積減少分別為1％、5％、7％、9％、14％、20％和28％，最終得到直徑約為的旋鍛態(tài)Mg-9.1Y-1.8Zn合金。

(2)在去除鑄態(tài)、擠壓態(tài)、旋鍛態(tài)塊體合金表面氧化層后，用金剛石銼刀對其進(jìn)行銼削，所得的三種不同的切屑進(jìn)行過篩處理后，得到儲(chǔ)氫合金樣品。

(3)在400℃下，分別對鑄態(tài)、擠壓態(tài)、旋鍛態(tài)粉末合金進(jìn)行活化試驗(yàn)，活化次數(shù)為五次，直至完全活化。

(4)在340℃、360℃下，分別對鑄態(tài)、擠壓態(tài)、旋鍛態(tài)活化后粉末樣品進(jìn)行等溫吸放氫測試。

基于旋鍛技術(shù)對Mg-9.1Y-1.8Zn合金進(jìn)行劇烈塑性變形，從而制備出大量鎂納米晶，使合金晶粒明顯細(xì)化、界面增多，氫更易在鎂基體中擴(kuò)散與吸收，進(jìn)而改善了合金的儲(chǔ)氫性能。

2.如權(quán)利要求1所述改善Mg-Y-Zn合金儲(chǔ)氫性能的方法，其特征在于：在400℃下進(jìn)行活化試驗(yàn)時(shí)，氫壓為3.5MPa下吸氫5小時(shí)，氫壓為0.0001MPa下放氫1小時(shí)，如此循環(huán)五次，直至完全活化。

3.如權(quán)利要求1所述改善Mg-Y-Zn合金儲(chǔ)氫性能的方法，其特征在于：在340℃、360℃下進(jìn)行等溫吸放氫測試時(shí)，氫壓為3.5MPa下吸氫4小時(shí)，氫壓為0.0001MPa下放氫5小時(shí)。

4.如權(quán)利要求1所述改善Mg-Y-Zn合金儲(chǔ)氫性能的方法，其特征在于：在340℃下，鑄態(tài)和旋鍛態(tài)合金的吸氫速率和吸放氫容量相似，但旋鍛態(tài)合金脫氫速率略快于鑄態(tài)和擠壓態(tài)合金；在360℃下，相對于鑄態(tài)和擠壓態(tài)合金而言，旋鍛態(tài)合金表現(xiàn)出更優(yōu)異的吸放氫速率和較大的吸放氫容量。