1.一种欠化学计量含镁C15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Zr 0.85Ti 0.15Mg xNi 1.2Mn 0.56V 0.12Fe 0.12,其中x=0.2~0.4,B/A=1.4~1.7,A类元素包括Zr、Ti和Mg,B类元素包括Ni、Mn、V和Fe;
制备方法包括如下步骤:
1)先按Zr 0.85Ti 0.15Mg xNi 1.2Mn 0.56V 0.12Fe 0.12合金分子式称取一定量的锆块、钛块、钒块、铁块、镍片和锰片;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)×10‑2Pa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;
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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Zr 0.85Ti 0.15Mg xNi 1.2Mn 0.56V 0.12Fe 0.12合金分子式称取前驱体粉末和Mg粉,在手套箱中将它们手动混合均匀;
4)在手套箱中使用分析天平称取一定量的混合样品,并采用粉末压片机将其压制成直径为10 15mm的压片;
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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~于退火炉中进行烧结,烧结完成后随炉冷却至室温后取出,最终得到欠化学计量含镁C15结构Laves相室温可逆储氢高熵合金。
2.根据权利要求1所述的欠化学计量含镁C15结构Laves相室温可逆储氢高熵合金,其特征在于,步骤1)中,所述锆块的纯度≥99.7%,所述钛块的纯度≥99.9%,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%,所述锰片的纯度≥99.5%。
3.根据权利要求1所述的欠化学计量含镁C15结构Laves相室温可逆储氢高熵合金,其特征在于,步骤1)中,考虑到钛块和锰片在电弧熔炼过程中存在烧损,额外添加2wt.%的钛块和5wt.%的锰片。
4.根据权利要求1所述的欠化学计量含镁C15结构Laves相室温可逆储氢高熵合金,其特征在于,步骤3)中,所述Mg粉的纯度≥99.5%。
5.根据权利要求1所述的欠化学计量含镁C15结构Laves相室温可逆储氢高熵合金,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。
6.根据权利要求1所述的欠化学计量含镁C15结构Laves相室温可逆储氢高熵合金,其特征在于,步骤5)中,烧结工艺的烧结温度为750 850℃,时间为12 48h。
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7.根据权利要求1所述的欠化学计量含镁C15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250℃温度和3.5MPa压力下吸放氢循环1 2次,获得储氢高熵合金的活性,之后即可用于储氢。
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