固態(tài)儲氫用稀土系儲氫合金

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國家市場監(jiān)督管理總局中國國家標準化管理委員會發(fā)布202×-××-××實施202國家市場監(jiān)督管理總局中國國家標準化管理委員會發(fā)布202×-××-××實施202×-××-××發(fā)布固態(tài)儲氫用稀土系儲氫合金RE-basehydrogenstoragealloyusedinsolid-statehydrogenstorage（送審稿）

GB/T××××—202×中華人民共和國國家標準ICS77.120.99H65前言本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利，本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。本文件由全國稀土標準化技術(shù)委員會（SAC/TC229）提出并歸口。本標準起草單位：安泰環(huán)境工程技術(shù)有限公司、包頭稀土研究院、內(nèi)蒙古稀奧科貯氫合金有限公司、鄂爾多斯應(yīng)用技術(shù)學(xué)院、有研工程技術(shù)研究院有限公司、安泰科技股份有限公司、瑞科稀土冶金及功能材料國家工程中心有限公司、中?。ㄎ⑸剑┫⊥列虏牧嫌邢薰?、中國科學(xué)院江西稀土研究院、國瑞科創(chuàng)稀土功能材料（贛州）有限公司。本標準主要起草人：吉力強、王利、王永光、朱曉梅、王樹茂、段亞楠、徐津、李軍、陳慶軍、葛亮、何文成。本文件為首次發(fā)布。固態(tài)儲氫用稀土系儲氫合金范圍本文件規(guī)定了固態(tài)儲氫用稀土系儲氫合金的要求、試驗方法、檢驗規(guī)則和標志、包裝、運輸、貯存及質(zhì)量證明書。本文件適用于采用真空感應(yīng)熔煉冶金工藝生產(chǎn)的用于固態(tài)儲氫的稀土系儲氫合金。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T1479.1金屬粉末松裝密度的測定第1部分：漏斗法GB/T1480金屬粉末干篩分法測定粒度\t"/search/stdPage?q=GB/_blank"GB/T6003.1試驗篩技術(shù)要求和檢驗第1部分：金屬絲編織網(wǎng)試驗篩GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定GB/T12690.19稀土金屬及其氧化物中非稀土雜質(zhì)化學(xué)分析方法第19部分：砷、汞量的測定GB/T17803稀土產(chǎn)品牌號表示方法GB/T29918稀土系儲氫合金壓力-組成等溫線（PCI）的測試方法GB39176稀土產(chǎn)品的包裝、標志、運輸及貯存XB/T622.1稀土系貯氫合金化學(xué)分析方法第1部分：稀土總量的測定草酸鹽重量法XB/T622.2稀土系貯氫合金化學(xué)分析方法第2部分：鎳、鑭、鈰、鐠、釹、釤、釔、鈷、錳、鋁、鐵、鎂、鋅、銅配分量的測定XB/T622.5稀土系貯氫合金化學(xué)分析方法第5部分：碳量的測定高頻-紅外吸收法XB/T622.6稀土系貯氫合金化學(xué)分析方法第6部分：氧量的測定脈沖-紅外吸收法XB/T622.7稀土系貯氫合金化學(xué)分析方法第7部分：鉛、鎘量的測定術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。最大吸氫量Maximumhydrogenstoragecapacity一定溫度和壓力下，單位質(zhì)量儲氫合金吸收氫的最大質(zhì)量分數(shù)（wt%）。注：也可用1摩爾儲氫合金最大含氫原子物質(zhì)的量（mol）表示。放氫平臺壓力Hydrogendesorptionplateaupressure在壓力-組成等溫線（PCI）中，放氫平臺的中值壓力，單位為兆帕(MPa)。循環(huán)壽命Cyclelife儲氫合金在一定條件下吸/放氫循環(huán)過程中，最大吸氫量逐漸衰減至80%時的循環(huán)次數(shù)。鑄錠澆鑄工藝Ingotcastingprocess采用真空感應(yīng)熔煉方法制備儲氫合金過程中，金屬或合金原料完全合金化后將坩堝內(nèi)的合金熔液澆注到錠模中成型與冷卻過程工藝，稱為鑄錠澆鑄工藝。甩帶（快淬）澆鑄工藝Melt-spinning(fastquenching)castingprocess采用真空感應(yīng)熔煉方法制備儲氫合金過程中，合金或金屬原料完全合金化后將坩堝內(nèi)的合金熔液澆注到通有循環(huán)水的高速旋轉(zhuǎn)的銅輥上將合金熔液快速凝固形成合金片的過程，稱為甩帶（快淬）澆鑄工藝。要求產(chǎn)品分類產(chǎn)品分類按照GB/T17803的規(guī)定進行。根據(jù)化學(xué)主成分不同，儲氫合金產(chǎn)品分為La-Ni系、La-Mg-Ni和La-Y-Ni系三類，每一類分為H型和L型兩個型號，其中“H”表示高平臺，“L”表示低平臺。高平臺產(chǎn)品牌號為：LaNi-H、LaMgNi-H和LaYNi-H；低平臺產(chǎn)品牌號為：LaMgNi-L、LaNi-L和LaYNi-L。注：40℃條件下，H型產(chǎn)品放氫平臺壓力范圍＞1.00MPa，L型產(chǎn)品放氫平臺壓力范圍≤1.00MPa。化學(xué)成分儲氫合金產(chǎn)品的化學(xué)成分應(yīng)符合表1的規(guī)定，需方如對產(chǎn)品有特殊要求，供需雙方可另行協(xié)商。表1儲氫合金產(chǎn)品的化學(xué)成分產(chǎn)品類型化學(xué)成分（質(zhì)量分數(shù)）/%主成分含量雜質(zhì)含量，不大于其他組分含量稀土總量MgYNiOCHgCdPbLa-Ni27~37--30~730.100.050.010.0010.01余量La-Mg-Ni15~420.1~5.0-余量La-Y-Ni15~42-10~25余量注：La-Y-Ni產(chǎn)品的稀土總量中不含Y含量。吸放氫特性儲氫合金產(chǎn)品的吸放氫特性應(yīng)符合表2的參數(shù)的規(guī)定，如需方有特殊要求，供需雙方可另行協(xié)商。表2儲氫合金產(chǎn)品的吸放氫特性參數(shù)牌號P-C-I特性（40℃±2℃）循環(huán)壽命(次)放氫平臺（MPa）最大吸氫量（wt%）LaNi-H＞1.00>1.00≥5000LaNi-L≤1.00>1.30≥3000LaMgNi-H＞1.00>1.10≥2000LaMgNi-L≤1.00>1.40≥2000LaYNi-H＞1.00>1.10≥2000LaYNi-L≤1.00>1.40≥2000晶體結(jié)構(gòu)特性儲氫合金由單相或多相組成，其中LaNi類型產(chǎn)品為CaCu5型結(jié)構(gòu)，LaMgNi和LaYNi類型產(chǎn)品至少含有CeNi3型、PuNi3型、Ce2Ni7型、Gd2Co7型、Ce5Co19型和Pr5Co19型等超晶格相中的一種或幾種。外觀質(zhì)量產(chǎn)品為鑄態(tài)金屬、甩帶（快淬）薄片、顆粒或粉末，呈銀灰色，無明顯夾雜物。粒度和松裝密度粉末產(chǎn)品的粒度分布應(yīng)符合表3的規(guī)定。如需方有特殊要求，供需雙方可另行協(xié)商。表3粒度分布篩網(wǎng)號（目）松裝密度（g/cm3）-35~+100-100~+200-200~+400-400分布范圍（%）53.0~75.015.0~20.09.0~13.0＜11.0＞3.0試驗方法化學(xué)成分測定稀土總量的測定按照XB/T622.1規(guī)定進行。鎳、鑭、鈰、鐠、釹、釤、釔、鈷、錳、鋁、鐵、鎂、鋅、銅分量的測定按照XB/T622.2規(guī)定進行。汞含量的測定按照GB/T12690.19規(guī)定進行。碳含量的測定按照XB/T622.5規(guī)定進行。氧含量的測定按照XB/T622.6規(guī)定進行。鉛、鎘含量的測定按照XB/T622.7規(guī)定進行。吸放氫特性的測定壓力-組成-等溫線（P-C-I）特性的測定按照GB/T29918第四章體積法規(guī)定進行。產(chǎn)品吸/放氫循環(huán)壽命的測定參見附錄A（資料性附錄），僅供參考，不做驗收依據(jù)，具體的條件和步驟可由供需雙方共同商定。晶體結(jié)構(gòu)測定產(chǎn)品的晶體結(jié)構(gòu)測定參見附錄B（資料性附錄），僅供參考，不做驗收依據(jù)，具體的條件與步驟可由供需雙方共同商定。粒度和松裝密度的測定粒度按照GB/T1480規(guī)定進行。松裝密度的測定按照GB/T1479.1規(guī)定進行。外觀檢測在自然散射光下，目測檢查。檢驗規(guī)則檢查與驗收產(chǎn)品由供方質(zhì)量檢驗部門進行檢驗，保證產(chǎn)品質(zhì)量符合本標準的規(guī)定，并填寫質(zhì)量證明書。需方應(yīng)對收到的產(chǎn)品按本標準的規(guī)定進行檢驗，如檢驗結(jié)果與本標準規(guī)定不符，應(yīng)在收到產(chǎn)品之日起2個月內(nèi)向供方提出，由供需雙方協(xié)商解決。如需仲裁，可委托雙方認可的單位進行，并在需方共同取樣。組批每批產(chǎn)品應(yīng)成批提交驗收，由同一牌號、同一生產(chǎn)工藝制成的相同組分的材料組成。檢驗項目每批產(chǎn)品應(yīng)進行化學(xué)成分、吸放氫特性、粒度、松裝密度和外觀質(zhì)量項目的檢驗，其它項目進行抽檢。取樣與制樣化學(xué)成分分析取樣點數(shù)按表4的規(guī)定進行。表4每批重量A/kgA≤1010＜A≤5050＜A≤100100＜A≤200200＜A≤500A＞500最小取樣點數(shù)/點2345810化學(xué)成分分析的制樣方法采用鑄錠澆鑄工藝制備的合金，取樣時首先將合金錠樣品打磨干凈，將樣品破碎至合適的錠塊試樣，棄去錠塊表面的氧化皮，然后取錠塊心部試樣，取樣量不少于10g，將所得試樣迅速混勻、縮分至所需數(shù)量，并立即密封保存，取樣過程應(yīng)防止樣品氧化。采用甩帶（快淬）澆鑄工藝制備的合金，取樣時需選取具有銀灰色金屬光澤的薄片，取樣量不少于10g，將所得試樣迅速混勻、縮分至所需數(shù)量，并立即密封保存，取樣過程應(yīng)防止樣品氧化。合金粉試樣，將合金粉先后過0.6mm（28目）和0.075mm（200目）試驗篩，取適量0.075mm（200目）篩上的合金粉備用。檢驗結(jié)果判定化學(xué)成分仲裁分析結(jié)果與本標準規(guī)定不符時，則從該批產(chǎn)品中取雙倍試樣對不合格項目進行復(fù)驗。若仍有一項結(jié)果不合格，則判該批產(chǎn)品為不合格。外觀檢驗結(jié)果與本標準規(guī)定不符時，則直接判該批產(chǎn)品為不合格。標志、包裝、運輸、貯存及質(zhì)量證明書產(chǎn)品的標志、包裝、運輸、貯存應(yīng)符合GB39176的規(guī)定。質(zhì)量證明書每批產(chǎn)品應(yīng)附有質(zhì)量證明書，注明：a）供方名稱；b）產(chǎn)品名稱和牌號；c）批號；d）凈重和件數(shù)；e）各項分析檢驗結(jié)果及供方質(zhì)量檢驗部門印記；f）本標準編號；g）出廠日期。

（資料性附錄A）

稀土系儲氫合金循環(huán)壽命測試方法A.1試樣A.1.1合金錠（片）試樣取儲氫合金錠（片）試樣，首先除去合金錠表面的氧化層，然后將其破碎后過試驗篩，取適量300μm（48目）-1700μm（12目）的試樣備用。其中試驗篩的篩孔尺寸符合GB/T6003.1中的要求。注：試樣破碎過程中要防止氧化。A.1.2合金粉試樣將合金粉試樣過試驗篩，取適量75μm（200目）-500μm（35目）的合金粉備用。其中試驗篩的篩孔尺寸符合GB/T6003.1中的要求。A.2平行試驗稱取兩份合金錠或合金粉試樣（A.1）進行平行測定。A.3裝樣打開樣品室，用無水乙醇清洗干凈并晾干備用。待樣品室干燥后裝入1.0~2.0g的待測合金樣品，將樣品室蓋擰緊，樣品室移動幅度不能過大，防止金屬管道折斷。A.4設(shè)備氣密性檢測將樣品室與系統(tǒng)連接，然后向測試系統(tǒng)充入設(shè)備允許的最大壓力的氫氣（氦氣或氬氣），確認測試系統(tǒng)泄漏率≤1×10-9g?s-1即可。A.5樣品室體積測定A.5.1將樣品室與系統(tǒng)卸壓，并將樣品室穩(wěn)定在要求的測試溫度。A.5.2對樣品室和系統(tǒng)抽真空至不高于0.001MPa且讀數(shù)不再變化，記錄樣品室壓力Pr1。A.5.3關(guān)閉試樣閥，向系統(tǒng)內(nèi)緩慢充入氫氣（氦氣或氬氣），使系統(tǒng)壓力增加0.1MPa，記錄系統(tǒng)壓力Pd1；打開試樣閥，穩(wěn)定后記錄樣品室壓力Pr2。A.5.4重復(fù)A.5.3操作5次~7次，得到Pri（i=1，2，3，……）Pdi（i=1，2，……）。樣品室體積V2按公式（A-1）計算：……………（A-1）式中：Pd——系統(tǒng)壓力，單位為兆帕斯卡（MPa）；Pri——樣品室壓力，單位為兆帕斯卡（MPa）；V1——系統(tǒng)體積，單位為立方厘米（cm3）。結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，數(shù)值修約按照GB/T8170規(guī)定執(zhí)行。A.6樣品的活化A.6.1將樣品室和系統(tǒng)抽真空至不高于0.001MPa，再將樣品室升溫至150℃，繼續(xù)抽真空30min，然后將樣品室溫度降低至40℃。A.6.2關(guān)閉試樣閥，對系統(tǒng)充氫至設(shè)備允許最大壓力的氫氣，打開試樣閥使樣品與氫氣進行充分反應(yīng)，保持30min。A.6.3關(guān)閉試樣閥，對系統(tǒng)抽真空至不高于0.001MPa，再打開試樣閥使樣品放氫，保持20min。A.6.4將樣品室升溫至150℃，繼續(xù)抽真空30min，然后將樣品室溫度降低至40℃完成樣品一次活化。注：活化的溫度、壓力和次數(shù)取決于樣品特性，保證樣品完全活化。A.7PCI曲線測試遵照GB/T29918的測試方法（體積法）測定樣品在要求測試溫度下的P-C-I曲線，獲得樣品在要求測試溫度下的吸氫平臺壓力Pap；注：若已知樣品在要求測試溫度下的吸氫平臺壓力Pap可省略此步驟。A.8吸氫動力學(xué)測試遵照GB/T42656的要求測定樣品在要求測試溫度下的吸氫動力學(xué)曲線，獲得樣品在要求測試溫度下吸氫飽和時間ta；注：若已知樣品在要求測試溫度下的吸氫飽和時間t可省略此步驟。A.9吸/放氫循環(huán)壽命測試A.9.1將樣品室穩(wěn)定在要求的測試溫度。A.9.2對樣品室和系統(tǒng)抽真空至不高于0.001MPa。A.9.3設(shè)定吸氫系統(tǒng)初始壓力P1、吸氫平衡時間t1、脫氫時間t2（30min）和循環(huán)次數(shù)n。其中P1按公式（A-2）計算，t1按公式（3）計算：……………（A-2）式中：P2——吸氫