Состав для поглощения водорода

(54) СОСТАВ ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ В Изобретение относитсганической химии и может бно в электровакуумном иускорительной технике итребующих применения мащихся геттерами водорода.Известен состав - абсорбент водорода, содержащий сплав ЕГЧх(0,01х0,7), который дополнительно содержит 0,8-20 мас, одного из оксидов редкоземельных металлов, выбранных из группы а, Се, йд, Рг, Яа, Ец, либо их смеси. Известен также состав - абсорбент водорода, содержащий сплав Ъ(ЕеЧ)х(0,01х0,88), который дополнительно содержит 0,8-20 мас. одного или нескольких оксидов перечисленных РЗМ.Основным недостатком данных составов является то, что улучшение динамических характеристик поглощения водорода путем варьирования в заявленном диапазоне соотношения их компонентов, неизбежно сопряжено со снижением й)5 С 01 В 6/24,3/О(57) Изобретение относится к области неорганической химии, Цель изобретения: повышение водосорбционной емкости состава - поглотителя водорода при одновременном увеличении скорости наводороживания. Это достигается составом на основе сплава, содержащего цирконий, ванадий и железо с добавкой твердофазного оксида, в качестве последнего используют триоксид бора в количестве 1-5 мас. при соотношении компонентов исходного сплава Ег(Ч 1-х Ре)У, где х=0-0,15; у = 0,7 - 1,5. 1 табл,одородсорбционной емкости и наоборот -повышение указанным путем емкости по водороду связано с существенным ухудшением динамики его поглощения (см.таблицу 1). Кроме того существенный положительный эффект, связанный с ускорением сорбции водорода при более низких температурах, проявляется только в тех случаях, когда известные составы содержат значительные (10-20 мас,ф,) количества оксидов РЗМ, являющихся дорогими и дефицитными материалами.Недостатками известных составов являются так же необходимость их предварительного измельчения в тонкодисперсный порошок перед насыщением водорода, а также высокие требования к чистоте последнего (допустимое содержание примесей - не менее 10).Цель изобретения - повышен ионной емкости состава при одно м увеличении скорости наводорожПоставленная цель достигается тем, что в составе на основе сплава, содержащего цирконий, ванадий и железо с добавкой твердофазного оксида, в качестве последнего используют триоксид бора в количестве 1-5 мас.,Заявляемый состав готовят путем сплавления исходного сплава цирконий-ванадий-железо либо шихты с соответствующим соотношением металлических компонентов с порошкообраэным оксидом бора, Оптимальное соотношение компонентов в исходном сплаве соответствует формуле 2 г(Ч 1-Ге)у, где х = 0,15; у=0,7-1,5. Полученный продукт по данным рентгенофазного анализа содержит фазу а 2 г, интерметаллическую фазу 2 г(Ч Ге)г и фазу 2 гзЧэ х(х=13,0) со структурой-карбида, Наличие последней фазы, являющейся высокоэффективным поглотителем водорода, обусловливает значительное улучшение водородсорбционных характеристик заявляемого состава по сравнению с исходным сплавом Ъ=Ч=Ге. При количестве ВгОз менее 1 масс, д -фаза не образуется и существенного улучшения динамики наводороживания состава по сравнению с исходным сплавом не происходит, Если содержание ВгОз выше 5 мас в получаемом продукте дополнительно появляется фаза двуокиси циркония, не поглощающая водород, т.е. имеет место существенное снижение водородоемкости состава,П р и и е р 1, Сплав состава 2 г(Чо,91 Гео,о 9)1,гг смешивают с 1 мас.ВгОз и переплавляют в электродуговой печи в атмосфере аргона. Полученный слиток очищают от поверхностной оксидной пленки, разбивают на куски размером 1-10 мм. Навеску полученного материала (200-500 мг) загружает в автоклав. Автоклав с образцом материала вакуумируют при 573 К до 1 Па в течение ЗО мин, после чего охлаждают до комнатной температуры и подают водород (чистота 99,8) под давлением 1 х 10 Па. Поглощение водорода начинается через 2 - 3 с после его подачи и завершается через 40 - 60 с, остигаемая водородоемкость 276 нсм /г, Поглощение водорода исходным сплавом без ВгОз при аналогичной предварительной обработке начинается через 20 с после подачи водорода, Время поглощения водорода при этом составляет 3-5 мин, достигаемая водородоемкость 172 нсм /г,П р и м е р 2. Шихту состава 2 л,Ме 1 Ге о,о 9) 1,22 сплавляют с 3 мас. ВгОЭ, Дальнейшая последовательность операций как в примере 1, за исключением того. что вакуумирование образца проводится при комнатной температуре в течение 1 ч. Индукционный период абсорбции водорода составляет 130 с, время поглощения водорода (по истече нии индукционного периода) 40 - 50 с, достигаемая водородоемкость 240 нсм /г.П р и м е р 3. Сплав состава 2 гЧ переплавляютс 3,26 мас. ВгОз. Продуктсодержит в основном д -фазу со следами а 2 г 10 и 2 гЧг, Последовательность операций как впримере 1. Индукционный период сорбции 5 с, время поглощения 1 мин, водородоемкость 286 нсм /г.П р и м е р 4. Состав исходного сплава 15 2 КЧо,а 9 Гео,11) о,аг. Количество ВгОэ 3 мас.,Последовательность операций как в примере 1. Индукционный период сорбции 7 с, время поглощения 30 - 40 с, водородоемкость 317 нсм /г, Для исходного сплава беэ 20 ВгОз и образцов, содержащих менее 1ВгОэ(-фаза отсутствует), индукционный и".риод сос гавляет 120 с, время поглощения 1,5-2 мин, водородоемкость 212 нсм /г,эП р и м е р 5, Состав исходного сплава и 25 последовательность операций как в примере 4, Количество ВгОз 5 масс. , Индукционный период сорбции 5 с, время поглощения ЗО - 40 с, водородоемкость 155 нсмэ/г.П р и м е р 6. Состав исходного сплава и 30 последовательность операций как в примерах 4 и 5. Количество ВгОз 10 мас Продукт содержит фазы а -2 г, ц -фазу и заметное количество 2 гОг, Индукционный период сорбции водорода 7 с, время поглощения 2,5-3 мин, водородоемкость 56 нсм /г.Таким образом, при введении 1 - 5(оптимально 3,0-3,3) мас. ВгОэ получаемый состав по своим водородсорбционным 40 характеристикам и ревосходит"известные(см,таблицу), в том числе и содержании в последних оксидов РЗМ. Дополнительными преимуществами заявляемого состава является отсутствие необходимости его дробле ния до тонкодисперсного состояйия иприменения особо чистого водорода.формула и зоб рете ни я Состав для поглощения водорода, содержащий сплав циркония, ванадия с желе зом или без него и добавку твердофазногооксида, о т л и ч а ю щ и й с я. тем, что, с целью увеличения его емкости по водороду, он в качестве добавки оксида содержит оксид бора (11) в количестве 1 - 5 мас.ф, а в 55 качестве сплава - сплав общей формулы Ъ 9/1-хГех)у, где х-0,15; у=0,7-1,5.181301 Водоросорбционные характеристики известных составов - абсорбентов водорода Составитель В.ЯртысьТехред М.Моргентал Редактор Корректор С.Лисина Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 Заказ 1808 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж, Раушская наб., 4/5