[发明专利]一种用于水解制氢的Mg-Ga-In三元镁合金的制备方法

说明书

一种用于水解制氢的Mg‑Ga‑In三元镁合金制备方法，选取纯度≥99.8％的块体金属镁、镓、铟，按镁含量为90at.％，镓含量为2‑10at.％，其余为铟，镁添加3～5％的烧损；将称好的镁块放入烘干的石墨坩埚中，在覆盖剂的保护下，将镁块的温度加热至650～750℃，将块体镓与铟投入到金属镁液中，充分搅拌，保温10～40min，使之成为具有宏观均匀性质的熔体；将步骤二所得熔体加入消泡剂并进行除渣工艺，将预先预热好的模具放在振荡磁场内并浇铸，机械振动频率为600Hz，外加磁场的磁感应强度为5‑10T，得到铸件；将步骤三所得铸件快速冷却后进行热处理，并加工成工程所需Mg‑Ga‑In三元镁合金构件。

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，特别涉及一种用于水解制氢的Mg-Ga-In三元镁合金。

背景技术

新能源、信息、新材料是现代社会的三大支柱产业，是现代文明高速发展的基础。人口与经济不断增长，化石能源加速枯竭，环境污染日益严重，人类不得不寻求新的能源驱动未来生活。探索可持续绿色能源及环境友好型能源使用技术满足世界日益增长的需要已成为当下热门的研究课题和技术挑战。综合考虑运输便捷性、功能多样性、利用快捷性、安全可靠性和环境兼容性等因素时，氢能是理想的能源体，有望成为化石能源的替代品。自诞生以来，主要能源形势经历了从煤炭到石油再到天然气的逐步更替，近几年开始提倡使用氢能源。能源形势更替导致能源构成中C/H比逐步降低，有效减小CO₂等温室气体排放的同时显著提高了燃料的能量密度。

氢能作为未来能源具有三个显著优势：来源广、可循环、零排放。氢能循环使用过程中的唯一副产物H₂O对环境非常友好，零排放特性在提倡科学发展，人与自然和谐共处的特殊时期显得尤为重要。要真正应用氢能源，实现氢经济，必须解决三方面问题，即：高效经济的制氢技术、安全可靠的储氢技术和经济合理的用氢技术。实现氢经济的前提是获得高纯氢源。制备氢气的方式很多，大致有以下五种：燃气重组制氢、生物质制氢、电解水制氢、光解水制氢、金属水解制氢。

就目前而言，金属水解制氢得到了广泛关注。方式灵活、设备简单、能耗低、产物易回收，便携特性强等成为合金水解制氢的显著优势。近些年，以合金及其金属氢化物为介质的水解制氢方式优势显著，成为关注的热点。水解制氢合金大致分为镁合金、铝合金及锌合金三大类。总制氢效率，原料来源、成本换件兼容性等考虑，镁合金是理想的水解制氢体系。但是镁合金存在水解制氢动力学缓慢、水解温度过高等缺点，严重制约了该类合金水解制氢的实际应用。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种用于水解制氢的Mg-Ga-In三元镁合金，在于改善现有可溶解镁合金材料活性过低，水解制氢温度过高，动力学缓慢等问题，基于“微合金化”思路Mg-Ga-In三元合金，通过引入活性元素，调节基体镁相的电化学活性，或形成第二相，与基体形成原电池腐蚀，加速水解过程，改善水解特性，通过控制合金化元素的添加量控制固溶或第二相形成、第二相种类、大小、数量、分布等控制合金体系的水解制氢过程。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于水解制氢的Mg-Ga-In三元镁合金制备方法，包括以下步骤；

步骤一：

选取纯度≥99.8％的块体金属镁、镓、铟，按镁含量为90at.％，镓含量为2-10at.％，其余为铟，镁添加3～5％的烧损；

步骤二：

将称好的镁块放入烘干的石墨坩埚中，在覆盖剂的保护下，将镁块的温度加热至650～750℃，将块体镓与铟投入到金属镁液中，充分搅拌，保温10～40min，使之成为具有宏观均匀性质的Mg-Ga-In三元镁合金熔体；

步骤三：