[发明专利]兼具吸放氢和杂质气体吸附功能的元件及其制备方法

权利要求书

1.一种兼具吸放氢和杂质气体吸附功能的元件，其特征在于，该元件使用钛、锆、钼的合金作为吸放氢合金，使用钛、锆、锰、铁的合金作为杂质气体吸附合金，由吸放氢合金材料与杂质气体吸附合金材料形成的坯体烧结而成，所述吸放氢合金中含有原子百分比65％-85％的钛、10％-30％的锆和5％-25％的钼；所述杂质气体吸附合金中含有原子百分比35-55％的钛、5％-20％的锆、30％-50％的锰和5％-25％的铁；该元件的制备方法包括以下步骤：

(1)将作为吸放氢合金成分的锆和钛用悬浮感应熔炼或中频感应熔炼得到吸放氢合金铸锭；

(2)将作为杂质气体吸附合金成分的钛、锆、锰和铁用悬浮感应熔炼或中频感应熔炼得到杂质气体吸附合金铸锭；

(3)将吸放氢合金铸锭与杂质气体吸附合金铸锭进行破碎制粉，将两种合金粉末、高纯钼粉和润滑剂按照目标成分比例进行配比，对混合粉末进行球磨和筛分，使全部物料满足气流磨进料要求；采用气流磨将合金颗粒研磨成粉体；

(4)在氩气保护气氛下，将粉体制成元件坯体；

(5)将得到的元件坯体放入保护气体或者真空环境，采用适合坯体成分烧结条件及伪火花开关应用要求的温度、时间及步骤将坯体烧结制成吸氢元件。

2.根据权利要求1所述的兼具吸放氢和杂质气体吸附功能的元件，其特征在于，所述坯体中，吸放氢合金的质量百分比为80％-95％，杂质气体吸附合金的质量百分比为5％-20％。

3.根据权利要求1所述的兼具吸放氢和杂质气体吸附功能的元件，其特征在于，所述步骤(3)中，采用气流磨进行研磨时，研磨气体采用氩气或氮气，工作压力为0.3～0.7MPa，分选频率为10～60Hz，所得粉体的平均粒度为10～200μm。

4.根据权利要求2所述的兼具吸放氢和杂质气体吸附功能的元件，其特征在于，氩气或氮气的纯度≥99.99％。

5.根据权利要求1所述的兼具吸放氢和杂质气体吸附功能的元件，其特征在于，所述步骤(4)中，采用将粉体加入模具压制成型的方式制成元件坯体；或者采用冷轧、涂覆的方式将粉体成型于金属基载体上制成元件坯体；或者采用注射的方式注入复杂模具制成具有一定形状的元件坯体。

6.根据权利要求1所述的兼具吸放氢和杂质气体吸附功能的元件，其特征在于，所述步骤(4)中，在制备元件坯体所用模具的设计中考虑烧结过程中坯体收缩的比例，并预留收缩空间，使得烧结后元件的外形和尺寸符合应用要求。

7.根据权利要求1所述的兼具吸放氢和杂质气体吸附功能的元件，其特征在于，所述步骤(5)中，烧结元件坯体的步骤为：缓慢升温并在前期通入氩气吹扫，确保坯体内的润滑剂气化分解后排出烧结炉腔；烧结温度和时间适合储氢合金与Mo粉末充分合金化，但不与杂质气体吸附合金融合。