固態(tài)儲(chǔ)氫用稀土系儲(chǔ)氫合金

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國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布202×-××-××實(shí)施202國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布202×-××-××實(shí)施202×-××-××發(fā)布固態(tài)儲(chǔ)氫用稀土系儲(chǔ)氫合金RE-basehydrogenstoragealloyusedinsolid-statehydrogenstorage（送審稿）

GB/T××××—202×中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)ICS77.120.99H65前言本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專(zhuān)利，本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專(zhuān)利的責(zé)任。本文件由全國(guó)稀土標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC229）提出并歸口。本標(biāo)準(zhǔn)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(guó)家工程中心有限公司、中?。ㄎ⑸剑┫⊥列虏牧嫌邢薰?、中國(guó)科學(xué)院江西稀土研究院、國(guó)瑞科創(chuàng)稀土功能材料（贛州）有限公司。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：吉力強(qiáng)、王利、王永光、朱曉梅、王樹(shù)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(chǔ)氫用稀土系儲(chǔ)氫合金范圍本文件規(guī)定了固態(tài)儲(chǔ)氫用稀土系儲(chǔ)氫合金的要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則和標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存及質(zhì)量證明書(shū)。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(chǔ)氫的稀土系儲(chǔ)氫合金。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)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(duì)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(cè)定第1部分：漏斗法GB/T1480金屬粉末干篩分法測(cè)定粒度\t"/search/stdPage?q=GB/_blank"GB/T6003.1試驗(yàn)篩技術(shù)要求和檢驗(yàn)第1部分：金屬絲編織網(wǎng)試驗(yàn)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(cè)定GB/T17803稀土產(chǎn)品牌號(hào)表示方法GB/T29918稀土系儲(chǔ)氫合金壓力-組成等溫線(xiàn)（PCI）的測(cè)試方法GB39176稀土產(chǎn)品的包裝、標(biāo)志、運(yùn)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)定術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)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?jī)?chǔ)氫合金吸收氫的最大質(zhì)量分?jǐn)?shù)（wt%）。注：也可用1摩爾儲(chǔ)氫合金最大含氫原子物質(zhì)的量（mol）表示。放氫平臺(tái)壓力Hydrogendesorptionplateaupressure在壓力-組成等溫線(xiàn)（PCI）中，放氫平臺(tái)的中值壓力，單位為兆帕(MPa)。循環(huán)壽命Cyclelife儲(chǔ)氫合金在一定條件下吸/放氫循環(huán)過(guò)程中，最大吸氫量逐漸衰減至80%時(shí)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(chǔ)氫合金過(guò)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(guò)程工藝，稱(chēng)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(chǔ)氫合金過(guò)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(guò)程，稱(chēng)為甩帶（快淬）澆鑄工藝。要求產(chǎn)品分類(lèi)產(chǎn)品分類(lèi)按照GB/T17803的規(guī)定進(jìn)行。根據(jù)化學(xué)主成分不同，儲(chǔ)氫合金產(chǎn)品分為L(zhǎng)a-Ni系、La-Mg-Ni和La-Y-Ni系三類(lèi)，每一類(lèi)分為H型和L型兩個(gè)型號(hào)，其中“H”表示高平臺(tái)，“L”表示低平臺(tái)。高平臺(tái)產(chǎn)品牌號(hào)為：LaNi-H、LaMgNi-H和LaYNi-H；低平臺(tái)產(chǎn)品牌號(hào)為：LaMgNi-L、LaNi-L和LaYNi-L。注：40℃條件下，H型產(chǎn)品放氫平臺(tái)壓力范圍＞1.00MPa，L型產(chǎn)品放氫平臺(tái)壓力范圍≤1.00MPa?；瘜W(xué)成分儲(chǔ)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(duì)產(chǎn)品有特殊要求，供需雙方可另行協(xié)商。表1儲(chǔ)氫合金產(chǎn)品的化學(xué)成分產(chǎn)品類(lèi)型化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?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?xún)?chǔ)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(chǔ)氫合金產(chǎn)品的吸放氫特性參數(shù)牌號(hào)P-C-I特性（40℃±2℃）循環(huán)壽命(次)放氫平臺(tái)（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?xún)?chǔ)氫合金由單相或多相組成，其中LaNi類(lèi)型產(chǎn)品為CaCu5型結(jié)構(gòu)，LaMgNi和LaYNi類(lèi)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(guān)質(zhì)量產(chǎn)品為鑄態(tài)金屬、甩帶（快淬）薄片、顆?；蚍勰?，呈銀灰色，無(wú)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(hào)（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(yàn)方法化學(xué)成分測(cè)定稀土總量的測(cè)定按照XB/T622.1規(guī)定進(jìn)行。鎳、鑭、鈰、鐠、釹、釤、釔、鈷、錳、鋁、鐵、鎂、鋅、銅分量的測(cè)定按照XB/T622.2規(guī)定進(jìn)行。汞含量的測(cè)定按照GB/T12690.19規(guī)定進(jìn)行。碳含量的測(cè)定按照XB/T622.5規(guī)定進(jìn)行。氧含量的測(cè)定按照XB/T622.6規(guī)定進(jìn)行。鉛、鎘含量的測(cè)定按照XB/T622.7規(guī)定進(jìn)行。吸放氫特性的測(cè)定壓力-組成-等溫線(xiàn)（P-C-I）特性的測(cè)定按照GB/T29918第四章體積法規(guī)定進(jìn)行。產(chǎn)品吸/放氫循環(huán)壽命的測(cè)定參見(jiàn)附錄A（資料性附錄），僅供參考，不做驗(yàn)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(cè)定產(chǎn)品的晶體結(jié)構(gòu)測(cè)定參見(jiàn)附錄B（資料性附錄），僅供參考，不做驗(yàn)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(cè)定粒度按照GB/T1480規(guī)定進(jìn)行。松裝密度的測(cè)定按照GB/T1479.1規(guī)定進(jìn)行。外觀(guān)檢測(cè)在自然散射光下，目測(cè)檢查。檢驗(yàn)規(guī)則檢查與驗(yàn)收產(chǎn)品由供方質(zhì)量檢驗(yàn)部門(mén)進(jìn)行檢驗(yàn)，保證產(chǎn)品質(zhì)量符合本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并填寫(xiě)質(zhì)量證明書(shū)。需方應(yīng)對(duì)收到的產(chǎn)品按本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)，如檢驗(yàn)結(jié)果與本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不符，應(yīng)在收到產(chǎn)品之日起2個(gè)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(rèn)可的單位進(jìn)行，并在需方共同取樣。組批每批產(chǎn)品應(yīng)成批提交驗(yàn)收，由同一牌號(hào)、同一生產(chǎn)工藝制成的相同組分的材料組成。檢驗(yàn)項(xiàng)目每批產(chǎn)品應(yīng)進(jìn)行化學(xué)成分、吸放氫特性、粒度、松裝密度和外觀(guān)質(zhì)量項(xiàng)目的檢驗(yàn)，其它項(xiàng)目進(jìn)行抽檢。取樣與制樣化學(xué)成分分析取樣點(diǎn)數(shù)按表4的規(guī)定進(jìn)行。表4每批重量A/kgA≤1010＜A≤5050＜A≤100100＜A≤200200＜A≤500A＞500最小取樣點(diǎn)數(shù)/點(diǎn)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(shí)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(guò)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(shí)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(guò)程應(yīng)防止樣品氧化。合金粉試樣，將合金粉先后過(guò)0.6mm（28目）和0.075mm（200目）試驗(yàn)篩，取適量0.075mm（200目）篩上的合金粉備用。檢驗(yàn)結(jié)果判定化學(xué)成分仲裁分析結(jié)果與本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不符時(shí)，則從該批產(chǎn)品中取雙倍試樣對(duì)不合格項(xiàng)目進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。若仍有一項(xiàng)結(jié)果不合格，則判該批產(chǎn)品為不合格。外觀(guān)檢驗(yàn)結(jié)果與本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不符時(shí)，則直接判該批產(chǎn)品為不合格。標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存及質(zhì)量證明書(shū)產(chǎn)品的標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存應(yīng)符合GB39176的規(guī)定。質(zhì)量證明書(shū)每批產(chǎn)品應(yīng)附有質(zhì)量證明書(shū)，注明：a）供方名稱(chēng)；b）產(chǎn)品名稱(chēng)和牌號(hào)；c）批號(hào)；d）凈重和件數(shù)；e）各項(xiàng)分析檢驗(yàn)結(jié)果及供方質(zhì)量檢驗(yàn)部門(mén)印記；f）本標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)；g）出廠(chǎng)日期。

（資料性附錄A）

稀土系儲(chǔ)氫合金循環(huán)壽命測(cè)試方法A.1試樣A.1.1合金錠（片）試樣取儲(chǔ)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(guò)試驗(yàn)篩，取適量300μm（48目）-1700μm（12目）的試樣備用。其中試驗(yàn)篩的篩孔尺寸符合GB/T6003.1中的要求。注：試樣破碎過(guò)程中要防止氧化。A.1.2合金粉試樣將合金粉試樣過(guò)試驗(yàn)篩，取適量75μm（200目）-500μm（35目）的合金粉備用。其中試驗(yàn)篩的篩孔尺寸符合GB/T6003.1中的要求。A.2平行試驗(yàn)稱(chēng)取兩份合金錠或合金粉試樣（A.1）進(jìn)行平行測(cè)定。A.3裝樣打開(kāi)樣品室，用無(wú)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(cè)合金樣品，將樣品室蓋擰緊，樣品室移動(dòng)幅度不能過(guò)大，防止金屬管道折斷。A.4設(shè)備氣密性檢測(cè)將樣品室與系統(tǒng)連接，然后向測(cè)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(rèn)測(cè)試系統(tǒng)泄漏率≤1×10-9g?s-1即可。A.5樣品室體積測(cè)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(cè)試溫度。A.5.2對(duì)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(kāi)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(jì)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(duì)系統(tǒng)充氫至設(shè)備允許最大壓力的氫氣，打開(kāi)試樣閥使樣品與氫氣進(jìn)行充分反應(yīng)，保持30min。A.6.3關(guān)閉試樣閥，對(duì)系統(tǒng)抽真空至不高于0.001MPa，再打開(kāi)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(xiàn)測(cè)試遵照GB/T29918的測(cè)試方法（體積法）測(cè)定樣品在要求測(cè)試溫度下的P-C-I曲線(xiàn)，獲得樣品在要求測(cè)試溫度下的吸氫平臺(tái)壓力Pap；注：若已知樣品在要求測(cè)試溫度下的吸氫平臺(tái)壓力Pap可省略此步驟。A.8吸氫動(dòng)力學(xué)測(cè)試遵照GB/T42656的要求測(cè)定樣品在要求測(cè)試溫度下的吸氫動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)，獲得樣品在要求測(cè)試溫度下吸氫飽和時(shí)間ta；注：若已知樣品在要求測(cè)試溫度下的吸氫飽和時(shí)間t可省略此步驟。A.9吸/放氫循環(huán)壽命測(cè)試A.9.1將樣品室穩(wěn)定在要求的測(cè)試溫度。A.9.2對(duì)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?jí)毫1、吸氫平衡時(shí)間t1、脫氫時(shí)間t2（30min）和循環(huán)次數(shù)n。其中P1按公式（A-2）計(jì)算，t1按公式（3）計(jì)算：……………（A-2）式中：P2——吸氫