[发明专利]镁基储存氢材料的生产装置及其生产方法

说明书

本发明提供了一种镁基储存氢材料的生产装置，其包括加热室、甩带室、传输通道、手套箱和反应室，所述加热室设置于甩带室的顶部，所述手套箱设置于甩带室的侧面，并通过传输通道与甩带室相连通，所述反应室设置于手套箱的底部。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：通过将甩带室与氢化操作仪器相连接构成完整的操作装置，可以实现储氢材料的一体化制备。且使用该装置简单易行，可操作性高，装置安全性好，无需将中间产物频繁取出放入单一甩带机或氢化装置仪器就可以得到性能优异的镁基储氢材料。

技术领域

本发明涉及一种镁基储存氢材料的生产装置及其生产方法，属于储氢材料技术领域。

背景技术

镁基储氢材料由于资源丰富、质量轻、密度低、具有较高的储氢容量特性而受到了研究人员的关注，正在被大范围推广，试图在国防、航空航天、汽车、计算机通讯和人工智能等领域取得更广泛的应用，也已成为近年来金属材料研究领域的重点之一。添加了稀土元素的镁基储氢合金，放氢温度得到了明显的降低，可以适用于更多的场景。

镁基材料有相当一部分是通过传统的熔炼方式制得的，但这种方式存在很大的问题，会导致合金晶粒粗大，从而使得制备成的镁基储氢材料具有放氢温度过高，循环寿命低等缺陷。例如一种制备镁锂合金条带的方式，需要先将熔炼好的镁锂合金铸锭在热处理炉中长时间均匀化退火，经过锻造、去除氧化皮、再结晶退火、热轧冷轧，制备出镁锂合金带材。制备工艺复杂，且带材越薄越难轧制，成品率低，加工成本高。除此之外，熔体急冷和机械合金化的方法，在实际操作中也存在很多问题和限制因素，主要是对熔体成分以及仪器状态要求较严格。

现已有的制备镁基储氢材料的甩带装置，是先在一个独立装置中，将合金材料熔化甩带形成非晶条带，然后再将金属条带取出至另外一个独立的仪器设备中，完成氢化过程，从而制得最后的镁基储氢材料的。这样的制备方式不仅费时费力，而且需要分开购买甩带装置和氢化装置，经济性差，生成的镁基储氢材料的品质的稳定性没有保障。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种镁基储存氢材料的生产装置及其生产方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种镁基储存氢材料的生产装置，其包括加热室、甩带室、传输通道、手套箱和反应室，所述加热室设置于甩带室的顶部，所述手套箱设置于甩带室的侧面，并通过传输通道与甩带室相连通，所述反应室设置于手套箱的底部。

作为优选方案，所述加热室的顶部设有加料口，加热室的侧面连通有真空泵，加热室的内部设有尖嘴坩埚，所述尖嘴坩埚的底部延伸至甩带室内，所述尖嘴坩埚的外侧缠绕有电感线圈。

作为优选方案，所述甩带室的侧面设有氩气管，甩带室的内部设有甩带辊，所述甩带辊内设有冷却夹层。

作为优选方案，所述传输通道沿从加热室到手套箱的方向向下倾斜，与水平面呈15～45°的夹角，传输通道的外侧设有冷却夹套，内侧设有功能涂层，所述功能涂层的作用为耐高温防护及不沾粘。

作为优选方案，所述手套箱的侧面设有氢气管，所述氢气管延伸至反应室内。

作为优选方案，所述反应室的外侧设有保温夹层，所述保温夹层内设有电阻丝。

第二方面，本发明还提供了一种基于前述镁基储存氢材料的生产装置的镁基储氢材料生产方法，其包括如下步骤：

S1、在加热室的坩埚中放入镁基材料，抽真空，使所述镁基材料进入尖嘴坩埚内；

S2、在尖嘴坩埚中，对电感线圈通电，使电感线圈对尖嘴坩埚加热，将镁基材料熔化成熔体；

S3、将所述熔体通过尖嘴坩埚底部的尖嘴流入甩带室内，在甩带辊上冷却成条带；