1.一种A3B4型含镁C14结构Laves相室温可逆储氢高熵合金,其特征在于,该材料的化学式为Zr2MgV2‑xFexCrNi,其中x=0~1,A/B=3/4,A类元素包括Zr和Mg,B类元素包括V、Fe、Cr和Ni。
2.根据权利要求1所述的A3B4型含镁C14结构Laves相室温可逆储氢高熵合金的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)先按Zr2V2‑xFexCrNi合金分子式称取一定量的锆块、钒块、铁块、镍片和铬片;在氩气气氛下,将上述金属原材料按照熔点由低到高从下往上铺放在坩埚内,然后在(0.3~1)×‑2
10 Pa真空度下进行电弧真空熔炼,合金完全熔化并冷却后形成合金铸锭,将合金铸锭翻转,反复熔炼3~4次,即可得到储氢高熵合金的前驱体样品;
2)在手套箱中,用不锈钢研钵将得到的前驱体样品机械破碎成100~300目的前驱体粉末;
3)按Zr2MgV2‑xFexCrNi合金分子式称取前驱体粉末和Mg粉,在手套箱中将称取的金属粉末倒入球磨罐中,球磨,得到球磨样品;
4)在手套箱中使用分析天平称取一定量的球磨样品,并采用粉末压片机将其压制成直径为10~15mm的压片;
5)在手套箱中将压片放入不锈钢密闭容器中,并充入压力为0.2~0.4MPa的氩气;再置于退火炉中进行分步烧结,烧结完成后随炉冷却至室温后取出,最终得到A3B4型含镁C14结构Laves相室温可逆储氢高熵合金。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤1)中,所述锆块的纯度≥99.7%,所述钒块的纯度≥99.9%,所述铁块的纯度≥99.9%,所述镍片的纯度≥99.5%,所述铬片的纯度≥99.5%;步骤3)中,所述Mg粉的纯度≥99.5%。
4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤3)中,球磨的具体操作为:按40:1的球料比加入研磨钢球,然后倒入正庚烷没过研磨磨球,再将球磨罐密封后放于行星球磨机上湿磨3~5h,球磨机的转速为300~400rpm,每湿磨30min后球磨机停止工作5min。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,接着在手套箱中取下球磨罐盖,用胶头滴管将粉末上方的正庚烷抽出,再将球磨罐放入过渡仓中抽真空1~2h。
6.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤3)中,额外添加20wt.%的Mg粉,以用于补偿Mg粉在后续烧结过程中的烧损。
7.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤5)中,分步烧结共分为三个阶段:第一阶段是在450℃下保温3h,第二阶段是在750℃下保温3h,第三阶段是在850℃下保温
4h。
8.根据权利要求1所述的A3B4型含镁C14结构Laves相室温可逆储氢高熵合金在储氢方面的应用,其特征在于:利用高熵合金的储氢功能之前,在350℃温度和3.5MPa压力下吸放氢循环2~3次,获得储氢高熵合金的活性,之后即可用于储氢。