[发明专利]一种A5B19型合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种合金及其制备方法，尤其是关于一种A₅B₁₉型合金及其制备方法。

背景技术

功能材料是指表现出力学性能以外的电、磁、光、生物、化学等特殊性质的材料。例如，纳米功能材料、纳米晶稀土永磁和稀土储氢合金材料、大块非晶材料、高温超导材料、磁性形状记忆合金材料、磁性高分子材料等。

随着科技的发展，对功能材料的的需求不断加大，需要新型的功能材料不断涌现。在稀土-Ni相图中，根据Re和Ni摩尔比的不同，大致可分为AB₅型合金、A₂B₇型合金、AB₃型合金、AB₂型合金等，由于这些合金易于制备，作为功能材料而得到广泛研究。其中以LaNi₅为主体的AB₅型合金作为储氢材料，广泛应用于二次电池、储氢器皿、热泵、氢同位素分离、催化剂等领域，是目前工业领域必不可少的功能材料。

近年研究发现，A₅B₁₉型合金作为储氢材料具有比AB₃型合金、AB₂型合金等更好的性能。但是A₅B₁₉型结构的合金相存在于1000℃左右的高温，温度降低后容易分解成AB₅型合金和A₂B₇型合金。

特开平11-100601公开了一种储氢合金粉，其中，该储氢粉的表面具有Ce₅Co₁₉型结晶学结构的合金。该发明按照A∶B的摩尔比为1∶3.5-5.0的方式投料，在Ce₅Co₁₉型结晶相能稳定存在的温度下加热，然后以10℃每分钟以上的冷却速度进行冷却，得到表面具有Ce₅Co₁₉型结晶学结构的合金，其中，A为La、Ce、Nd、Pr、Y、Sm和Gd中的至少一种，B为Ni、Co、Cr、Mn、Al、V、Fe、In、Si、Ge和Sn中的至少一种。

该发明能在储氢粉表面形成具有Ce₅Co₁₉型结晶学结构的合金相，从而提高储氢合金粉的储氢性能。但是，该发明仅仅是在从储氢合金粉的表面形成了Ce₅Co₁₉型结晶学结构的合金相。因此，合金中A₅B₁₉型合金的含量较低。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中制得的A₅B₁₉型合金含量低的缺点，提供一种A₅B₁₉型合金含量高的合金及其制备方法。

本发明提供了一种A₅B₁₉型合金，其中，该A₅B₁₉型合金的组成符合通式X_5-aY_aZ_b，式中，X为稀土金属中的一种或几种，Y为碱土金属中的一种或几种，Z为Mn、Al、V、Fe、Si、Sn、Ni、Co、Cr、Cu、Mo、Zn和B中的一种或几种，0＜a≤2，17.5≤b≤22.5。

本发明提供了一种A₅B₁₉型合金的制备方法，该方法包括在惰性气体气氛下，对物料进行熔炼，然后冷却得到合金粗品；在惰性气体气氛下，将得到的合金粗品加热，加热的温度为800-1200℃，加热的时间为至少0.5小时，冷却加热得到的产物，其中，所述物料的组成符合通式X_5-aY_aZ_b，式中，X为稀土金属中的一种或几种，Y为碱土金属中的一种或几种，Z为Mn、Al、V、Fe、Si、Sn、Ni、Co、Cr、Cu、Mo、Zn和B中的一种或几种，0＜a≤2，17.5≤b≤22.5。

本发明通过对含有碱土金属的混合金属进行熔炼后得到的合金粗品，再进行加热处理，从而使制得的合金中晶体学结构为A₅B₁₉型的合金的含量比现有技术有了显著的提高。例如，本发明制得的合金中A₅B₁₉型的合金的含量均高达98％以上，而现有技术制得的合金中A₅B₁₉型的合金的含量仅为62％。