1.一種制備鈦鐵釔基貯氫材料的中間合金,該貯氫材料用于鎳氫動力電池,其特征在于:
該中間合金的化學(xué)式組成為:Ti0.8-xMgxY0.3Fe1-y-m-nNiyZnmMnn,式中x,y,m,n為原子比,0≤x≤0.2,0≤y≤0.4,0≤m≤0.4,0≤n≤0.4,0≤y+m+n≤0.5,且x+y+m+n≠0。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中間合金,其特征在于:
所述中間合金的成分組成為:Ti0.65Mg0.15Y0.3Fe0.5Ni0.3Zn0.1Mn0.1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中間合金,其特征在于:
所述中間合金為納米晶-非晶結(jié)構(gòu)。
4.一種鈦鐵釔基貯氫材料,該貯氫材料用于鎳氫動力電池,其特征在于:
該貯氫材料由制備的鈦鐵釔基中間合金和納米石墨粉組成,納米石墨粉占比為1-10wt.%,其余為所述中間合金,所述中間合金的化學(xué)式組成為:Ti0.8-xMgxY0.3Fe1-y-m-nNiyZnmMnn,式中x,y,m,n為原子比,0≤x≤0.2,0≤y≤0.4,0≤m≤0.4,0≤n≤0.4,0≤y+m+n≤0.5,且x+y+m+n≠0;
該貯氫材料通過如下步驟制備:真空熔鑄→熱處理→與納米石墨粉短時間球磨。
5.如權(quán)利要求4所述的鈦鐵釔基貯氫材料,其特征在于:
該貯氫材料表面嵌有高密度的納米石墨顆粒。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鈦鐵釔基貯氫材料,其特征在于:
該貯氫材料的放電容量為266~350mAh/g。
7.一種如權(quán)利要求4所述的鈦鐵釔基貯氫材料制備方法,其特征在于:
該方法包括如下步驟:
a.按化學(xué)式組成:Ti0.8-xMgxY0.3Fe1-y-m-nNiyZnmMnn稱量原材料,式中x,y,m,n為原子比,0≤x≤0.2,0≤y≤0.4,0≤m≤0.4,0≤n≤0.4,0≤y+m+n≤0.5,且x+y+m+n≠0;
b.將配好的原材料按順序碼放在坩堝中;
c.真空熔煉:高純氦氣保護氣氛下,在熔煉溫度為1670-1710℃進行感應(yīng)熔煉,獲得用于制備鈦鐵釔基貯氫材料的中間合金鑄錠;
d.真空熱處理:將所得中間合金鑄錠進行消除缺陷和偏析熱處理;
e.制粉球磨:將步驟d中所得中間合金研磨成粉并與1-10wt.%的納米石墨粉混合均勻后進行短時間球磨,總球磨時間在1-5h。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鎳氫動力電池用鈦鐵釔基貯氫材料制備方法,其特征在于:
步驟a中,金屬原材料純度≥99%,所述化學(xué)式組成中的金屬鎂在配比時增加10wt.%的燒損量。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鎳氫動力電池用鈦鐵釔基貯氫材料制備方法,其特征在于:
步驟b中,將配好的原料置于坩堝中,各原料在坩堝中的布置方式為:鐵棒垂直于坩堝底部沿坩堝壁環(huán)形擺放;裁剪為小塊的鎳板平鋪于坩堝底部,其上依次平鋪海綿鈦、鋅塊及錳塊,以上原材料應(yīng)填滿坩堝;選用大塊鎂置于最上層,所處位置應(yīng)高于坩堝上沿。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鎳氫動力電池用鈦鐵釔基貯氫材料制備方法,其特征在于:
步驟c中,抽真空至1×10-3Pa以上,然后充入0.06MPa高純氦氣作為保護氣,進行感應(yīng)熔煉。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鎳氫動力電池用鈦鐵釔基貯氫材料制備方法,其特征在于:
步驟d中,將中間合金鑄錠分層碼放在熱處理爐中,抽真空至1×10-3Pa,并在1050℃下熱處理10h,隨爐冷卻。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鎳氫動力電池用鈦鐵釔基貯氫材料制備方法,其特征在于:
步驟e中,球磨工藝的球料比為20:1,設(shè)定轉(zhuǎn)速為350r/min,采用球磨0.5h,休息10min的模式進行球磨。