專利名稱：新型儲氫合金制造工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及合金制造工藝方法，尤其是一種新型儲氫合金制造工藝。
稀土系儲氫合金材料是以AB5型結構為基礎(即LaNi5)發(fā)展而來的，這是由于La的價格昂貴，而由Mm混合稀土取而代之成為MmNi5合金，但該合金析氫壓力，抗腐蝕性能很差。故人們通過加入Mn、Al元素，制成MmiMnAl合金。該合金的耐腐蝕性能、析氫平臺壓力有了相當的改善，使合金可用于鎳-氫化物電池的負極材料。然而由于在充放氫過程中，合金的晶格嚴重膨脹變形，會使合金因粉化而失效。因此人們又加入Co取代部分Ni而制造MNiCoMnAl五元合金，使儲氫合金研究取得了突破性進展。但是由于Co的資源有限，價格高且浮動大。所以，研制出無Co或低Co的儲氫合金材料，而且同時又能保證合金具有良好的品質，成為鎳一氫化物二次電池領域的重要課題。
本發(fā)明的目的旨在提出一種通過對合金粉末進行表面處理加擴散的方法，代替冶煉方法加入合金中的貴重金屬元素的新型儲氫合金制造工藝，以實現用微量的Co達到通常含量Co合金的作用。并通過加入Cr、Mo元素，有效地提高合金表面的耐腐蝕性能，使合金整體性能提高。
本發(fā)明的目的可以通過下述技術方案實現新型儲氫合金制造工藝的特征在于(1)將組成為M↓[m]Ni↓[5-x-y-z]Mn↓[x]Al↓[y]Li↓[z]的基體合金元素在中頻真空感應爐中熔化成合金錠，其中M↓[m]為混合稀土，x＝0.01-0.5，y＝0.01-0.5，z＝0-0.1；(2)將合金錠用鍔式粉碎機粉碎成300-400目的合金粉；(3)將已磨好的合金粉放入表面處理容器中，進行表面處理的溶液為鎳鹽、鈷鹽、鉻鹽、鉬鹽、氨水、檸檬酸鈉、次亞磷酸鈉，其鍍層的厚度為1-3μm，鍍層占整個合金的比例(重量)為8-20％，其中各元素所占比例(重量)分別為Co20-60％，Cr5-20％，Mo0-20％，P2-10％，其余Ni；(4)將已表面處理的合金放入真空退火爐中進行擴散退火，其溫度為1000-1100℃，時間為10-15小時，并在真空條件下隨爐冷卻至室溫。
用本發(fā)明的方法制成的儲氫合金，可在金屬粉末表面形成1-3μm厚的含Co、Cr、Mo合金層，這是由于在合金真空處理過程中，元素互擴散，部分的Co、Cr、Mo原子會擴散到基體合金的晶界和相界。從而改變晶界結構，使晶界穩(wěn)定，提高了合金的綜合性能，尤其是機械性能。一部分與基體元素Ni發(fā)生置換反應，在晶體結構中取代部分鎳原子，形成部分置換固溶體。當擴散層在2-3μm時，將有效地起到保護基體合金的作用。
采用本發(fā)明既可節(jié)省昂貴的元素Co，降低造價，還可保證儲氫合金的高品質。
以下是本發(fā)明的一些具體實施例。例如基體合金組成為M↓[m]Ni↓[4.3]Mn↓
Al↓
Li↓
；合金粉粒表面鍍層(重量)為12％，其中Co40％，Cr10％，Mo6％，P6％，其余Ni。
基體合金組成為M↓[m]Ni↓[4.3]Mn↓
Al↓
Li↓
；合金粉粒表面鍍層(重量)為15％，其中Co60％，Cr6％，P6％，其余Ni。
基體合金組成為M↓[m]Ni↓[4.3]Mn↓
Al↓
合金粉粒表面鍍層(重量)為15％，其中Co60％，Cr10％，P6％，其余Ni。
基體合金組成為M↓[m]Ni↓[4.3]Mn↓
Al↓
合金粉粒表面鍍層(重量)為15％，其中Co55％，Cr12％，Mo3％，P6％，其余Ni。
基體合金組成為M↓[m]Ni↓[4.3]Mn↓
Al↓
Li↓
；合金粉粒表面鍍層(重量)為15％，其中Co60％，Cr6％，Mo2％，P6％，其余Ni。
此外，當基體合金組成為M↓[m]Ni↓[4.45]Mn↓
Al↓
Li↓
；表面鍍層占15％時，表面擴散元素的含量及合金材料的性能，可有下表所列實施例P Ni Co Cr Mo 電化學容 循環(huán)500周期(％) (％) (％) (％) (％) 量 容量下降率mAH/g (％)1 0 0 0 0 0 318 僅循環(huán)52周期達402 640 40 10 4 306 21.83 620 60 8 6 302 16.34 630 60 4 0 2988.95 550 40 3 2 313.2 17.36 660 20 12 2 301.8 29.47 630 60 2 2 319.4 8.38 628 60 4 2 308.4 6.5當基體合金組成為M↓[m]Ni↓[4.4]Mn↓
Al↓
，表面鍍層占12％時，表面擴散元素的含量及合金材料的性能，可有下表所列實施例
權利要求
1.一種新型儲氫合金制造工藝，其特征在于(1)將組成為M↓[m]Ni↓[5-x-y-z]Mn↓[x]Al↓[y]Li↓[z]的基體合金元素在中頻真空感應爐中熔化成合金錠，其中M↓[m]為混合稀土，x＝0.01-0.5，y＝0.01-0.5，z＝0-0.1；(2)將合金錠用鍔式粉碎機粉碎成300-400目的合金粉；(3)將已磨好的合金粉放入表面處理容器中，進行表面處理的溶液為鎳鹽、鈷鹽、鉻鹽、鉬鹽、氨水、檸檬酸鈉、次亞磷酸鈉，其鍍層的厚度為1-3μm，鍍層占整個合金的比例(重量)為8-20％，其中各元素所占比例(重量)分別為Co20-60％，Cr5-20％，Mo0-20％，P2-10％，其余Ni；(4)將已表面處理的合金放入真空退火爐中進行擴散退火，其溫度為1000-1100℃，時間為10-15小時，并在真空條件下隨爐冷卻至室溫。
2.按照權利要求1所述的新型儲氫合金制造工藝，其特征在于所說的基體合金組成為M↓[m]Ni↓[4.3]Mn↓
Al↓
Li↓
；合金粉粒表面鍍層(重量)為12％，其中Co40％，Cr10％，Mo6％，P6％，其余Ni。
3.按照權利要求1所述的新型儲氫合金制造工藝，其特征在于所說基體合金組成為M↓[m]Ni↓[4.3]Mn↓
Al↓
Li↓
；合金粉粒表面鍍層(重量)為15％，其中Co60％，Cr6％，P6％，其余Ni。
4.按照權利要求1所述的新型儲氫合金制造工藝，其特征在于所說基體合金組成為M↓[m]Ni↓[4.3]Mn↓
Al↓
合金粉粒表面鍍層(重量)為15％，其中Co60％，Cr10％，P6％，其余Ni。
全文摘要
本發(fā)明是一種新型儲氫合金材料的制造工藝方法。它是將由M↓[m]Ni↓[5-x-y-z]Mn↓[x]Al↓[y]Li↓[z]組成的基體合金元素，經熔化成合金錠，再經過粉碎、表面處理和退火制成儲氫合金材料。本工藝方法可以降低Co元素含量，同時可有效地提高合金表面的耐腐蝕性能及合金整體性能。
文檔編號H01M4/38GK1157331SQ9610124
公開日1997年8月20日 申請日期1996年2月14日 優(yōu)先權日1996年2月14日
發(fā)明者陳有孝 申請人:陳有孝