[发明专利]A112Mg17为镁源制备低残单的RE-Mg-Ni系储氢合金的方法

说明书

技术领域

本发明涉及Al₁₂Mg₁₇为镁源制备低残单的RE-Mg-Ni系储氢合金的方法。 

背景技术

反应、特别是化学反应，反应物不能达到理想境界的100％反应，而使反应物残留在制品中；以有机单体为反应物之一的高分子聚合反应中、该有机单体在树脂制品中残留物简称“残单”；以纯金属为反应物(金属炉料)的合金化反应中、该金属单质在目标合金中也要残留金属单质，这种在合金化反应中“残单”被赋予“金属单质残留”新内含；尽管反应残留难以避免，但设计者普遍希望低残留；其中对于有毒、有害以及对制品负面作用大的反应物希望不残留，而“不残留”的主要方法为改变技术路线、特别是从反应源头开始采用新技术路线，这在“过程绿色化”的今天受到各行各业的普遍重视。 

含镁的稀土(RE)AB_2.2-AB_5.2型储氢合金近年自成体系，被业内同行新命名为RE-Mg-Ni系储氢合金。该合金用于MH-Ni电池负极合金材料过程中，该电池中电解质为强碱，金属单质镁为两性化合物，其遇到强碱很容易反应生成Mg(OH)₂胶体而劣化电池性能，所以，设计者非常希望RE-Mg-Ni系储氢合金中的金属单质镁低残留。日本和中国两国同行在“RE-Mg-Ni系储氢合金的低残单制备方法”方面开展较多工作，其中之一为集中在从反应源头的镁源设计上，即在制造合金过程中，将过去以金属单质镁为镁源(纯金属镁为合金化炉料)的设计改变为含镁的合金或化合物为镁源的设计上。 

1)、以镁-镍合金或镁-镍化合物为镁源制备RE-Mg-Ni系储氢合金： 

中国专利CN 200810045057号(申请号)在制备RE-Mg-Ni系储氢合金过程中采用镁-镍合金为镁源；中国专利CN 200510005786号所公开日本信越化学公司制备RE-Mg-Ni系储氢合金过程中所采用的镁源为Mg₂Ni(一种镁-镍的金属间化合物)；目前中国市场上也有公司出售专门用于制备RE-Mg-Ni系储氢合金的镁-镍合金；类似做法还有其它专利揭示使用或文章报道。 

以镁-镍合金或镁-镍化合物为镁源制备RE-Mg-Ni系储氢合金的优点有二： 

①满足含镁的稀土(RE)AB_2.2-AB_5.2型储氢合金A和B的基本要求：含镁的稀土(RE)AB₃或AB₅型储氢合金的A侧主要为稀土和替代一定量该稀土的镁；B侧主要为镍；以镁-镍合金或镁-镍化合物为镁源制备RE-Mg-Ni系储氢合金的镁-镍合金或镁-镍化合物炉料没有在A侧或B侧中带入不需要的成分； 

②一定程度上解决单质镁炉料的汽化耗竭难题：金属单质镁常压下沸点约为1110℃、金属单质 镍常压下熔点约为1455℃。可见：若以纯金属镁和镍等为炉料，常压下升温合金化反应合成RE-Mg-Ni储氢合金过程中，金属镍没有熔化而金属镁开始汽化，金属镁汽化离开熔炼坩埚的消耗很容易竭尽，这种单质镁炉料的汽化耗竭问题为该单质炉料制备RE-Mg-Ni储氢合金合成路线无法避免的难题；而以镁-镍合金或镁-镍化合物为镁源的制备技术路线可以一定程度上解决该难题； 

以镁-镍合金或镁-镍化合物为镁源制备RE-Mg-Ni系储氢合金的缺点也有二： 

①感应差大而分解：易于批量工业生产RE-Mg-Ni系储氢合金的设备为感应熔炼炉；Mg的磁性很小接受感应设备的感应程度差，而Ni则相反。感应熔炼中、Ni与Mg相比：Ni被感应加热后、分子的振动配分函数和转动配分函数内温度项提升速度快而使Ni分子产生很高的振动动能和转动动能，Mg相对落伍导致镁-镍合金或镁-镍化合物分解成单质Mg和单质Ni；这是以镁-镍合金或镁-镍化合物为镁源制备RE-Mg-Ni系储氢合金、解决单质镁炉料的汽化耗竭只能“一定程度上”的主要原因；