[发明专利]一种高纯度Pr5Co19型La-Y-Ni超点阵合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高纯度Pr5Co19型La‑Y‑Ni超点阵合金，以金属La、Y和Ni为原料，经La‑Y‑Ni合金的熔炼和热处理，得到含有Prsubgt;5/subgt;Cosubgt;19/subgt;型超点阵相的La‑Y‑Ni超点阵合金；所述La‑Y‑Ni超点阵合金成分含量为，La的质量百分含量为35.7‑39.4％，Y的质量百分含量为3.2‑8.2％，Ni和其它不可避免的杂质的质量百分含量为52.4‑61.1％；所述La‑Y‑Ni超点阵合金中，Prsubgt;5/subgt;Cosubgt;19/subgt;型超点阵相的质量含量为84.5‑96.3％。其制备方法包括以下步骤：1，La‑Y‑Ni合金的熔炼；2，La‑Y‑Ni合金的热处理。本发明具有以下优点：1、La‑Y‑Ni超点阵合金具有高纯度的Prsubgt;5/subgt;Cosubgt;19/subgt;型超点阵相；2、制备方法操作简单，制备的合金结构稳定、成分均匀。

技术领域

本发明涉及一种高纯度Pr5Co19型La-Y-Ni超点阵合金及其制备方法，属于材料研究方法及技术领域。

背景技术

AB₅型和La-Mg-Ni基储氢合金由于其良好的电化学性能、高容量和环境友好性，主要用作镍金属氢化物(Ni-MH)电池的阳极材料。迄今为止，AB₅型合金的最大放电容量为350mAh·g^-1，已经达到其理论极限。La-Mg-Ni基储氢合金因为含有高挥发性的Mg而制备非常困难。无镁超点阵La-Y-Ni基储氢合金具有较高的理论放电容量，被认为是潜在的替代材料(～400mAh·g^-1)。La-Y-Ni系合金包含几种超点阵结构，如AB₃、A₂B₇和A₅B₁₉型相，它们由[AB₅]和[A₂B₄]亚单元按1:1、2:1和3:1的比例沿c轴以不同方式堆垛而成。[A₂B₄]亚单元有MgZn₂Laves和MgCu₂ Laves两种结构，导致AB₃型、A₂B₇型和A₅B₁₉型超点阵相形成2H和3R两种结构。

La-Y-Ni超点阵合金充放电循环过程中易发生氢致非晶化，破坏相的超点阵结构，导致合金放电容量衰减较快。研究表明，在吸氢过程中，氢原子占据[A₂B₄]亚单元的间隙，经过多次充放电循环后合金发生晶格应变导致氢致非晶化。发生氢致非晶化由易到难的顺序为：AB₂AB₃A₂B₇A₅B₁₉。