专利

发明专利

中文

2020-01-13

CN202010029969.7

2020-05-05

CN111101041A

410114 湖南省长沙市天心区万家丽南路二段960号

湖南

本校为第一完成单位

1.一种镁-钇-锌储氢镁合金，其特征在于：所述的储氢镁合金由Mg、Y、Zn三种元素组成，其化学式可表示为MgY2xZnx，0.5≤x≤1；该储氢镁合金以LPSO相和Mg相为主，不同状态合金中的LPSO相会以不同的结构分布于Mg基体中。铸态时，LPSO相结构为18R，形态为块状，主要分布于晶界和晶内；均匀化处理后，LPSO相结构由18R转变为14H，晶内亚稳态的LPSO相转变为片层状的14H，块状的14H相主要分布于晶内和晶间，而片层状的14H则分布于晶内；等径角挤压态时，晶粒尺寸大幅度减小，甚至发生动态再结晶，有些块状14H相会发生破碎，片层状14H相会发生扭折。 2.一种制备权利要求1所述的镁-钇-锌储氢镁合金的方法，其特征在于：包括以下步骤： (1) 在保护气氛下，通过熔炼纯Mg(99.9wt%)，纯Zn(99.9wt%)和中间合金Mg-30%Y(wt%)，再通过半连续铸造方法得到铸态MgY2xZnx锭坯，其直径为Ф150-200mm，长度为500-800mm。 (2) 将步骤(1)所得到的铸态MgY2xZnx锭子进行机械切割，取中心部分，直径为Ф150-200mm，长度为100-150mm。随后把中心锭子在480-520℃保温18-25小时。 (3) 将步骤(2)中的均匀化锭子进行机械切割，取心部部分，尺寸为49×49×100mm，进行等通道转角挤压处理，挤压温度为300-350℃，挤压道次为8-16道次，通道角度为90°-120°。 (4) 去除步骤(1)、(2)和(3)所得到的铸态、均匀化态和等径角挤压态锭子表面的氧化膜，随后用锉刀从三个锭子表面挫下粉末，再用150-300目的筛子进行过筛，从而得到用于测试储氢性能的镁-钇-锌储氢镁合金粉末。 3.根据权利要求2所述制备镁-钇-锌储氢镁合金的方法，其特征在于：所述步骤(1)中熔炼时用为99%的CO2和1%的SF6作为保护气。 4.根据权利要求2所述制备镁-钇-锌储氢镁合金的方法，其特征在于：所述步骤(1)中熔炼温度为650-720℃。 5.根据权利要求2所述制备镁-钇-锌储氢镁合金的方法，其特征在于：所述步骤(2)中冷却的方式为随炉冷。 6.根据权利要求2所述制备镁-钇-锌储氢镁合金的方法，其特征在于：所述步骤(4)中挫粉末的环境为在空气或者氩气氛围中。

本发明公开了一种镁‑钇‑锌储氢镁合金及其制备方法。该镁合金由Mg、Y、Zn三种元素组成，其化学式可表示为MgY2xZnx,0.5≤x≤1，并且提供了该合金的制备方法及其在铸态、均匀化态及等径角挤压态(ECAP)下的储氢性能。制备工艺路线为：大炉熔炼、半连续铸造、均匀化退火以及等通道转角挤压，从中得到三种不同状态的样品，并把块体样品粉碎成粉末进行储氢性能测试。本发明所涉及的镁合金具有良好的吸放氢动力学，三种不同状态的样品完全活化后，在360℃吸氢量可达到7wt%左右，在280℃可吸氢5wt%左右，在360℃、320℃和280℃也可不同程度的放氢。本发明所涉及的制备方法工艺简单，并可大批量制备，...