[发明专利]一种高容量Mg-Zn-Ni三元贮氢合金及其制备方法

权利要求书

1.一种高容量Mg-Zn-Ni三元贮氢合金，其特征在于：该贮氢合金为包括Mg₈₅Zn₅Ni₁₀合金和催化剂TiF₃的超细晶粒粉末，其中催化剂TiF₃按质量百分比计占Mg₈₅Zn₅Ni₁₀合金的比例为x％，x＝2～8；所述贮氢合金具有Mg₂Ni和MgZn₂相，且具有纳米晶-非晶结构；

所述Mg-Zn-Ni三元贮氢合金具有以下贮氢性能：

在初始氢压为2MPa及280℃下，5分钟内的吸氢量为4.70～5.19wt.％；

在初始压力为1×10^-4MPa及280℃下，30分钟内的放氢量为4.73～5.26wt.％；

第50次循环后的吸氢率为94.45～99.81％。

2.根据权利要求1所述的高容量Mg-Zn-Ni三元贮氢合金，其特征在于：该贮氢合金粉末是将铸态Mg₈₅Zn₅Ni₁₀合金，经破碎、筛分后，加入催化剂TiF₃球磨5小时得到。

3.根据权利要求1所述的高容量Mg-Zn-Ni三元贮氢合金，其特征在于：所述Mg-Zn-Ni三元贮氢合金的吸放氢温度为280℃,吸氢初始氢压为2MPa,放氢在1×10^-4MPa压力下进行。

4.一种制备权利要求1所述的高容量Mg-Zn-Ni三元贮氢合金的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

a、配料：按原子比为化学式Mg₈₅Zn₅Ni₁₀的组成进行配料，原材料的纯度≥99.5％；

b、铸态母合金制备：将配好的原料采用常规的加热方法熔炼，抽真空至1×10^-2Pa～5×10^-5Pa，然后充入压力为0.01MPa～0.1MPa惰性保护气体，熔炼开始阶段，温度控制在650℃±10℃，使金属镁熔化，然后升温将温度控制在1550℃±10℃，获得熔融的Mg₈₅Zn₅Ni₁₀液态母合金，在熔融状态下保持1～5分钟；将液态母合金直接注入铜铸模中，随炉冷至室温，获得铸态母合金铸锭；

c、球磨处理：将步骤b制备的铸态母合金铸锭破碎并过200目筛，将过筛的合金粉与xwt.％的催化剂TiF₃一起装入不锈钢球磨罐，x为TiF₃占Mg₈₅Zn₅Ni₁₀合金的质量百分比，且x＝2～8；抽真空后充入高纯氩气，球料比40:1；转速：350转/分，球磨5小时，获得高容量Mg-Zn-Ni三元贮氢合金；

所述Mg-Zn-Ni三元贮氢合金具有以下贮氢性能：

在初始氢压为2MPa及280℃下，5分钟内的吸氢量为4.70～5.19wt.％；

在初始压力为1×10^-4MPa及280℃下，30分钟内的放氢量为4.73～5.26wt.％；

第50次循环后的吸氢率为94.45～99.81％。

5.根据权利要求4所述的高容量Mg-Zn-Ni三元贮氢合金的制备方法，其特征在于：所述化学式组成中的镁在配比时增加5％～10％比例的烧损量。

6.根据权利要求4所述的高容量Mg-Zn-Ni三元贮氢合金的制备方法，其特征在于：所述步骤b中，加热方法包括电弧熔炼和感应加热熔炼。

7.根据权利要求4所述的高容量Mg-Zn-Ni三元贮氢合金的制备方法，其特征在于：所述步骤b中，所述惰性保护气体为高纯氦气或氩气+氦气的混合气体，混合气体中氩气与氦气的体积比为1:1。

8.根据权利要求4所述的高容量Mg-Zn-Ni三元贮氢合金的制备方法，其特征在于：所述步骤c中，球磨过程中每球磨1小时停机1小时。