Способ получения композиционного гидрирующегося материала

 

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для получения аккумуляторов водорода с последующим применением в водородной энергетике, химической и металлургической промышленности, приборостроении, на транспорте и т.д. Целью изобретения является повышение стойкости материала против разрушения при гидрировании. Предварительно смешивают порошки TIFE и порообразователя (мочевины), из смеси приготавливают гранулы с размерами 0,2-1 мм, которые затем смешивают с порошком карбонильного никеля, прессуют и спекают в защитной среде, причем объемный процент легколетучего порообразователя в интерметаллидных гранулах (В) изменяется от В<SB POS="POST">MIN</SB> до В<SB POS="POST">MAKC</SB>, где В<SB POS="POST">MIN</SB>=30%, а В (%) = 1,5+√1,04<SP POS="POST">.</SP>10<SP POS="POST">4</SP>-√(М<SB POS="POST">бесп</SB>-130)<SP POS="POST">2</SP>, причем 32,1≥М<SB POS="POST">бесп</SB>≥99, где М<SB POS="POST">бесп</SB> - объемный процент пластичного металла в пересчете на композит с беспористым интерметаллидными гранулами. 1 табл.

СОаз СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) О!) (5!) С 22 С 19/03, В 22 F 3/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4496070/31-02 (22) 23. 08.88 (46) 07,12,90. Бюл. КР 45 (71) Институт проблем материаловедения ЛН УССР (72) В.В ° Скороход, С.М.Солонин, Т.И.Братанич и И.Ф.Мартынова (53) 621.762.5 (088.8) (56) J, of Less-Common Metals. 1983, 89, р. 437-446 .

Заявка Японии Р 61 — 199041, кл. С 22 С 1/09, 1986. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЩ1ОННОГО ГИДРИРУ10ЩЕГОСЯ ИАТЕРИЛЛА (57) Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для получения аккумуляторов водорода с последующим применением их в водородной энергетике, химической и металлургической промышленносИзобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для получения аккумуляторов водорода с цел ью применения в водородной энергетике, химической и металлургической промышленности, приборостроении, на транспорте и т.п °

Целью изобретения является повышение стойкости материала против разрушения при гидрировании ° \

Смешивание порошков интерметаллида и порообраэователя осуществляют предварительно, далее по этой смеси формируют интерметаллидные гранулы с размерами 0,2-1,0 мм, которые затем смешивают с порошком пластич2 ти, приборостроении, на транспорте

H т.д. Целью изобретения является повышение стойкости материала против разрушения прп гидрпрованпп. Г!редварительно смешивают порошки TiFe u порообразователя (моч евины), из смеси приготавпивают гранулы с размерами О, 2-1 мм, которые затем смешивают с порошком карбонпльного никеля, прессуют и спекают в защитной среде, причем объемный процент легколетучего порообразователя в пнтерметаллидных гранулах (В) изменяется от В,ц„, до В,„ „где В,ч11н = 307. а

В (7) = 1,5 + 1,04 104-(Г1,.,— 130) причем 32,1 а Г1еесп а 99, где Г1еесп объемный процент пластичного металла, в пересчете на композпт с беспористыми интерметаллпдными гранула— ми. 1 табл. ного металла, прессуют таблетки нужной формы и спекают. При этом объемный процент легколетучего порообразователя изменяется от В» — 307 до В д В (7) = 1 5 +

+ причем

32,1 Г16 пс 99, где М „ - объемный процент пластичного металла в пересчете на композит с беспористыми интерметаллидньгы гранулами.

Прсдлагаемый способ получения композиционного гидрирующегося мате.риала осуществляют следующим образом.

Предварительно смешиваю. порошки

TiPe и порошкообразователя (мочеви;ны), иэ смеси приготавливают грану1965

3

161

1 лы, которые затем смешивают с порош, ком карбонильного никеля в массовом соотношении 1: 1, прессуют цилиндрические таблетки высотой 9 мм и ди. аметром 15 мм и спекают. в защитной среде (водород, вакуум). Получают композит состава: 50 мас.7. TiFe

50 мас.Х Ni, Пористость матрицы 50Х, что позволяет устранить лимитирующее ( воздействие ее газопроницаемости на скорость процессов гидрирования и дегидрирования. Для раснета М .„ выражают указанный массовый состав композита в объемных процентах, учитывая, что плотность TiFe 5,5 г/см, а никеля 8,9 г/см . Плотность пористого никеля 8,9 х 0,5 = 4,45 см /г, = 0,909 смз TiFe;

5,5 г смэ з 1,124 смз М, 4,45 г/см

0,909 см TiFe + 1,124 cM Ni =

= 2,033 см композита, 0 909 1, 124

2, 033 х 100 об,7. TiFe + . х

2,033 х 100 об.7. Ni = 100% композита.

Получают объемный состав композита, соответствующий указанному массовому составу 50 мас.Х Т Ге, 50 мас,7

Ni. 44,7 об.% TiFe - 55,3 об.X Ni, Таким образом, М „= 55,3 об.7, Пример 1. Интерметаллид

TiPe измельчают последовательным гидрированием до размера частиц

10-15 мкм. Затем смешивают его в диспергаторе с порошком мочевины в соотношении 80 об.Х TiPe: 30 об.7 моч евины.

Полученную смесь гранулируют, отбирают фракцию О, 2 мм, которую затем смешивают с карбонильным никелем в таком соотношении, что полученный композит после удаления мочевины содержит 50 мас.Х TiFe и 50 мас.X Ni.

Смесь гранул TiPe-мочевина с никелем прессуют в цилиндрические таблетки высотой 9 мм и диаметром 15 мм, причем объемное содержание мочевины в них 16,.1%. Пористость никеля при этом 50Х. Таблетки спекают в водороде при 900 С.

50 руют, отбиРают фракцию 1 0 мм которую затем смешивают с карбонильным никелем в расчете на конечный состав: 50 мас.7 TiFe и 50 мас.Х Ni.

Полученную смесь прессуют в таблетки диаметром 15 мм и высотой

9 мм и спекают в водороде при 900 С ,в течение 30 мин. Пористость никеля

50Х. Объемное содержание мочевины в таблетках после прессования 52,37..

Пример 3. Предварительно измельченный порошок интерметаллида смешивают с мочевиной в соотношении

50 об.X TiFe 50 об.Х мочевины. Из смеси готовят гранулы с размерами

0,4-0,6 мм, которые затем смешивают с карбонильным никелем в таком -соотношении, что конечный состав соответствует 50 об.7 TiFe и 50 об.% Ni, Прессуют таблетки диаметром

15 мм, высотой 9 мм с аксиальным отверстием диаметром 4 мм, которые спекают в водороде при 500 С в течение 10 мин, а затем в вакууме при

800 С в течение 0,5 ч. После прессования в образцах содержится 34 об.7. мочевины. Пористость матрицы компо-. зита 507..

Пример 4. Измельченный гидрированием порошок TiPe смешивают с мочевиной в соотношении: 1,35 об.

TiFe : 98,65 об.X мочевины, Полученную смесь прессуют, а затем гранулируют. Отбирают фракцию

0,6-0,8 мм. Эти интерметаллидные гранулы смешивают с электролитическим никелем в таком соотношении, что конечный состав соответствует

1,2 мас.7 TiFe и 98,8 7 мас.% Ni.

Эту смесь прессуют в штабики длиной 40 мм, высотой 6.мм и шириной 6 мм и спекают сначала в водороде при 500 С в течение 30 мин, а затем в вакууме 10 мм рт.ст. при

900 С в течение 30 мин. Содержание мочевины в прессовках KQMIIo3HTB

1,18 об.X.

Свойства композиционных гидрирующихся материалов 50 мас.7 TiFe u

50 мас.X Ni, полученных по известному и предлагаемому способам, представлены в таблице.

Формула из обр ет ения

Пример 2. Порошок TiFe механически измельчают, совместно размалывают в диспергаторе с мочевиной в соотношении 29 o6.% TiFe

71 об.7 мочевины. Смесь гранулиСпособ получения композиционного гидрирующегося материала, включающий приготовление смеси пластичного металла, интерметаллида и легколе-.,5

1611965 тучего порообразователя, прессова- талла, причем объемный процент поние и спекание, о т л и ч а ю щ и й- рообразователя в гранулах (В) измес я тем, что, с целью повышения стой- няется в соответствии с зависимостью: ! кости материала против разрушения

Ф пРи гидРиРовании, пРедваРительно 8(X) = 1,5 + 1,04 ° 10 - (Мбес„- 130) смешивают порошки интерметаллида и легколетучего порообразователя, гранулируют и отбирают гранулы с размерами. 0,2-1,0 мм, которые затем смешивают с порошком пластичного мепРичем 32,1 + Иббс„б 99, гДе Мбесйобъемный процент пластичного металла в пересчете на композит с беспористымй интерметаллидными гранулами. относительное

Содернание порообраэо теля в объ хомпоэнции об.X аэмеры ннерм ет аллндьи включений, мм одородомкость чл /г теря очности и тидрн ванин, Х увеличение . объема хомпоэнта при гидрированнн аэ та вкл об

Иэвестнмй способ

0,l

0,2

0,4-О,6

198

194

197

Однородное рас» пределение в объеме компоэита

21,3

27,4

33,7

57,2

6l,3

75,!

Предлагаемый способ

3О 0,2

71 1,О

50 0,4-0,6

98,65 0,6-0,8

Интерметаллндные гранулм

16,1

52,3

34,0

l, 18.

198

202

197

0,ã о о о

1,2 о о о

Составитель А.Новиков

Техред Л. Сердюкова Корректор Н.Ренская

Редактор Н,Гунько

Заказ 3S14 Тираж 490 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/S

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,101