【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于储氢合金，具体涉及一种稀土ab2型储氢合金及其制备方法。
技术介绍
1、氢气作为可再生能源，不仅能效高，而且几乎不产生废弃物。发展氢气能源有望成为提高能效，降低石油消费、改善生态环境、保障能源安全的重要途径，可持续、高效率的规模制氢技术的开发，已成为氢能时代的迫切需求。
2、目前，工业上对于氢气的纯度要求越来越高，在化工行业中，石油精制需要通过加入氢除去硫，在精制过程中为防止催化剂中毒而要求氢气纯度达到99.99％以上。在电子工业中，多晶硅的制备与外延工艺需要用到氢，对氢的纯度要求极高，即使掺入微量杂质，也会引起半导体的表面特性发生变化；离子管、激光管和氢闸管等各种电子管对填充气体的纯度有更高要求，例如制造显像管时使用的氢气纯度超过99.99％。在玻璃行业中，为了防止浮法玻璃成型设备中熔融的锡液被氧化，需要将锡槽密封，连续不断地送入纯净的氢氮混合气，其中，需要的氢气纯度为99.999％；在能源工业中，质子交换膜燃料电池使用的原料氢中的co和so2的含量都低于ppm级。
3、氢是制约氢能发展的关键，稀土储氢具有储氢压力低、安全性高、体积储氢密度大和储氢能耗小等优势，是最有前景的储氢技术之一。传统的ab5型储氢合金容量只有1.4wt.％。具有bcc结构的v基储氢合金容量达到3.5wt.％以上，具有较高的储氢容量，但金属钒价格昂贵，且氢气脱附不完全。mg基储氢材料具有很高的质量储氢密度，可达7.6wt.％，但目前尚未实现常温放氢。目前常用的稀土储氢材料是以lani5为代表的ab5型储氢合金，其晶体
4、因此，有必要提供一种新型稀土储氢合金，以进一步提高储氢容量。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种稀土ab2型储氢合金及其制备方法。本专利技术提供的稀土ab2型储氢合金，通过对各组分的优化设计、物相调控和热处理，显著的提高了合金容量，且制备方法简单，有利用工业化生产。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种稀土ab2型储氢合金，所述稀土ab2型储氢合金的组成通式为：y1-a-breazrbfe2-cmc，其中，0＜a≤0.05，0.2≤b≤0.4，0＜c≤0.5；
4、re包括la、ce、pr或sm中的任意一种；m包括mn、al、co或cu中的任意一种。
5、本专利技术通过对稀土ab2型储氢合金和金属元素的选择和组分优化，使得稀土ab2型储氢合金的储氢容量大幅提升。
6、本专利技术中，所述稀土ab2型储氢合金中re元素的摩尔比例为0＜a≤0.05，例如可以是0.005、0.01、0.02、0.03、0.04或0.05，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用；所述zr元素的摩尔比例为0.2≤b≤0.4，例如可以是0.2、0.25、0.3、0.35或0.4，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用；所述m元素的摩尔比例为0＜c≤0.5，例如可以是0.01、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4或0.5，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
7、值得说明的是，本专利技术提供的稀土ab2型储氢合金通过优化金属元素的组成和比例，合金相为yfe2相；储氢合金的储氢容量主要依赖于其晶体结构，本专利技术提供的储氢合金具有较大的晶胞体积和晶格间隙，则具有较大的储氢容量；更具体的，金属al和mn具有比fe更小的相对原子质量，al和mn作为轻质元素取代部分fe可以提升合金的质量储氢密度；ni则具有比fe稍大的相对原子质量，当ni取代部分fe时，晶胞体积减小，吸氢量减小，不利于出轻合金的应用；金属la、ce、pr以及sm具有比y更大的原子半径，一定量的取代y可以增大晶胞体积，提升储氢量。
8、作为本专利技术的一个优选技术方案，所述稀土ab2型储氢合金中按照摩尔比计：0.01≤a≤0.05，0.2≤b≤0.4，0.1≤c≤0.5。
9、优选地，所述稀土ab2型储氢合金中具有单一的ab2相。
10、作为本专利技术的一个优选技术方案，所述稀土ab2型储氢合金的最大吸氢量≥1.83wt％，例如可以是1.83wt％、1.84wt％、1.85wt％、1.86wt％或1.9wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
11、第二方面，本专利技术提供了一种如第一方面提供的稀土ab2型储氢合金的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
12、(1)按照稀土ab2型储氢合金的组成通式的元素比例混合金属，然后进行电弧熔炼，得到铸态合金；
13、所述电弧熔炼包括依次进行的第一熔炼和第二熔炼；
14、(2)对步骤(1)所述铸态合金进行热处理，随炉冷却后得到所述稀土ab2型储氢合金。
15、本专利技术提供的制备方法，采用特定的原料配比的同时对制备方法进行重新设计，提升了稀土ab2型储氢合金的储氢性能。
16、另外，本专利技术分阶段进行电弧熔炼可以防止温度过高使得金属溅出。
17、作为本专利技术的一个优选技术方案，步骤(1)所述金属的纯度≥99.9wt％，例如可以是99.94wt％、99.96wt％、99.98wt％、99.996wt％或99.999wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
18、优选地，步骤(1)所述混合金属过程中，re元素过量1～3wt％混合，例如可以是1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％或3wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
19、优选地，步骤(1)所述混合金属过程中，m元素过量4～6wt％混合，例如可以是4wt％、4.5wt％、5wt％、5.5wt％或6wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
20、优选地，步骤(1)所述电弧熔炼的次数为3～5次，例如可以是3次、4次或5次。
21、优选地，步骤(1)所述电弧熔炼的时间为30～60s，例如可以是30s、35s、40s、45s、50s、55s或60s，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
22、优选地，步骤(1)所述电弧熔炼的真空度≤2×10-3pa，例如可以是2×10-3pa、1×10-3pa、9×10-4mpa、7×10-4pa、5×10-4pa、3×10-4pa或1×10-4pa，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
23、作为本专利技术的一个优选技术方案，所述第一熔炼的电流为85～100a，例如可以是本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种稀土AB2型储氢合金，其特征在于，所述稀土AB2型储氢合金的组成通式为：Y1-a-bREaZrbFe2-cMc，其中，0＜a≤0.05，0.2≤b≤0.4，0＜c≤0.5；
2.根据权利要求1所述的稀土AB2型储氢合金，其特征在于，所述稀土AB2型储氢合金中按照摩尔比计：0.01≤a≤0.05，0.2≤b≤0.4，0.1≤c≤0.5；
3.根据权利要求1或2所述的稀土AB2型储氢合金，其特征在于，所述稀土AB2型储氢合金的最大吸氢量≥1.83wt％。
4.一种如权利要求1-3任一项所述稀土AB2型储氢合金的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述金属的纯度≥99.9wt％；
6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述第一熔炼的电流为85～100A；
7.根据权利要求4-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述热处理包括依次进行的第一升温、第二升温以及第三升温。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特
9.根据权利要求4-8任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述随炉冷却后还包括破碎的过程。
10.根据权利要求4-9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种稀土ab2型储氢合金，其特征在于，所述稀土ab2型储氢合金的组成通式为：y1-a-breazrbfe2-cmc，其中，0＜a≤0.05，0.2≤b≤0.4，0＜c≤0.5；
2.根据权利要求1所述的稀土ab2型储氢合金，其特征在于，所述稀土ab2型储氢合金中按照摩尔比计：0.01≤a≤0.05，0.2≤b≤0.4，0.1≤c≤0.5；
3.根据权利要求1或2所述的稀土ab2型储氢合金，其特征在于，所述稀土ab2型储氢合金的最大吸氢量≥1.83wt％。
4.一种如权利要求1-3任一项所述稀土ab2型储氢合金的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
5.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆军，唐瑞珠，马传明，蒋乾勇，蒲朝辉，
申请(专利权)人：中国科学院江西稀土研究院，
类型：发明
国别省市：
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