3-67 高纯LaNi_5-XAl_X合金制备工艺

陈利民 罗 超 张 军 王震宏

　　自LaNi₅基贮氢材料被发现以来，对其贮氢性能及电化学性能进行了广泛研究。在实验室制备LaNi₅基合金多采用高纯氩气氛下电弧或冷坩埚熔炼技术，这些工艺方法为获得成份均匀的合金材料往往需经反复重熔多次，而且设备条件及产量都对合金的制备存在制约。而采用感应熔炼技术研制LaNi₅基贮氢材料，既克服了电弧及冷坩埚熔炼制备合金中存在的不足，又在不降低合金性能的前提下能够大大地降低合金制备的成本。

　　在实验中，通过分析和比较不同的成分配比及制备工艺对合金合金样品的贮氢性能的影响，优化了合金的组分配比，并优选了合金的合金化及铸造工艺，最终获得了在氩气氛下采用陶瓷坩埚感应熔炼技术一次完成高温合金化和低温铸锭成型的LaNi_5-XAl_X合金制备工艺。通过采用陶瓷坩埚熔炼、泡沫陶瓷过滤、模具涂层保护及调整铸锭工艺等措施使制备的合金中有害杂质元素C的含量控制在不大于100mg/g。以合金的组份配比、制备工艺与贮氢容量的关系为依据，通过调整工艺从而有效地控制了合金中贮氢相含量。合金样品的X射线衍射分析表明：在合金样品中，除微量杂质相含量外，均为六方晶系类LaNi₅相结构，只是由于样品中Al含量的不同而造成了衍射峰略有偏差。

　　采用此种工艺制备的试样进行贮氢性能测试表明：合金的活化工艺简单，可逆吸放氢性能好，单位贮氢容量≥170ml/g。300℃释氢过程中，0.6MPa氢平衡分压下，合金中残留的气体量小于15ml/g。采用此技术制备LaNi_5-XAl_X合金能够满足使用要求。