JPH06306504A - マグネシウム系水素吸蔵合金の製造方法 - Google Patents
マグネシウム系水素吸蔵合金の製造方法Info
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- JPH06306504A JPH06306504A JP9774793A JP9774793A JPH06306504A JP H06306504 A JPH06306504 A JP H06306504A JP 9774793 A JP9774793 A JP 9774793A JP 9774793 A JP9774793 A JP 9774793A JP H06306504 A JPH06306504 A JP H06306504A
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Landscapes
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- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 単位重量当たりの水素吸蔵量が大きいマグネ
シウム系水素吸蔵合金を、大気中で製造する。 【構成】 ハライド系フラツクス介在下でマグネシウム
を溶解し、合金化元素の添加とともに追加フラツクスを
加えて溶解し、さらに鋳造するときに、六フッ化硫黄ガ
スと炭酸ガスとの混合ガスをその作業雰囲気中に流すこ
とにより、マグネシウム系水素吸蔵合金を大気中で製造
する。
シウム系水素吸蔵合金を、大気中で製造する。 【構成】 ハライド系フラツクス介在下でマグネシウム
を溶解し、合金化元素の添加とともに追加フラツクスを
加えて溶解し、さらに鋳造するときに、六フッ化硫黄ガ
スと炭酸ガスとの混合ガスをその作業雰囲気中に流すこ
とにより、マグネシウム系水素吸蔵合金を大気中で製造
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水素と可逆的に反応す
ることにより、この水素を吸蔵、放出する性質を有する
マグネシウム系水素吸蔵合金を大気中で有利に製造する
新規な方法に関しての提案である。
ることにより、この水素を吸蔵、放出する性質を有する
マグネシウム系水素吸蔵合金を大気中で有利に製造する
新規な方法に関しての提案である。
【０００２】
【従来の技術】近年、水素の可逆反応によるこれの吸
蔵、放出を果たすことのできる水素吸蔵合金に関する研
究が盛んである。例えば、水素吸蔵合金が水素と反応す
る際に発生する反応熱を利用する，ヒートポンプや蓄熱
や熱輸送などの熱利用システムへの応用、あるいは水素
を液体水素以上の容積密度で貯蔵してなる水素の貯蔵、
輸送システムなどへの応用分野についての研究がそれで
ある。
蔵、放出を果たすことのできる水素吸蔵合金に関する研
究が盛んである。例えば、水素吸蔵合金が水素と反応す
る際に発生する反応熱を利用する，ヒートポンプや蓄熱
や熱輸送などの熱利用システムへの応用、あるいは水素
を液体水素以上の容積密度で貯蔵してなる水素の貯蔵、
輸送システムなどへの応用分野についての研究がそれで
ある。
【０００３】なかでも、水素の貯蔵、輸送システムは、
石油や石炭などの化石燃料が枯渇した後のエネルギーと
して、また地球環境保全の立場からの二次エネルギーと
して有望であり、実用化がとりわけ望まれている分野で
ある。また、水素化物の場合、中性子遮蔽効果の大きい
水素の密度が高いために中性子遮蔽材としての利用分野
も検討されている。
石油や石炭などの化石燃料が枯渇した後のエネルギーと
して、また地球環境保全の立場からの二次エネルギーと
して有望であり、実用化がとりわけ望まれている分野で
ある。また、水素化物の場合、中性子遮蔽効果の大きい
水素の密度が高いために中性子遮蔽材としての利用分野
も検討されている。
【０００４】これらのシステムへの利用が有望視されて
いる合金として、最近、マグネシウム系水素吸蔵合金が
注目されている。それは、この合金が重量当たりの水素
吸蔵量が大きいためであり、それゆえにこの合金は輸送
システム用材料として優れた特性を示すことが知られて
いる。このようなマグネシウム系水素吸蔵合金として
は、MgにNiを加えた Mg2Ni合金や、MgとLa,Ce あるいは
Ｙのような希土類金属を含有させた合金が良く知られて
いる。例えば、Mg2Ni 合金は、既知の水素吸蔵合金であ
るLaNi5, FeTi の水素吸蔵量が150 〜200 cc／ｇである
のに対し、400 cc／ｇ以上の大容量の水素吸蔵量が可能
である。
いる合金として、最近、マグネシウム系水素吸蔵合金が
注目されている。それは、この合金が重量当たりの水素
吸蔵量が大きいためであり、それゆえにこの合金は輸送
システム用材料として優れた特性を示すことが知られて
いる。このようなマグネシウム系水素吸蔵合金として
は、MgにNiを加えた Mg2Ni合金や、MgとLa,Ce あるいは
Ｙのような希土類金属を含有させた合金が良く知られて
いる。例えば、Mg2Ni 合金は、既知の水素吸蔵合金であ
るLaNi5, FeTi の水素吸蔵量が150 〜200 cc／ｇである
のに対し、400 cc／ｇ以上の大容量の水素吸蔵量が可能
である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したマグネシウム
系水素吸蔵合金は、酸化を防ぐ必要があるため、溶解製
造の際に真空溶解炉を用いなければならない。ところ
が、この方法では、マグネシウムの蒸気圧が高いために
前記真空溶解炉内にマグネシウム蒸気が多量に発生し、
この蒸気のために炉内の溶湯の状態が全く観察できず、
溶解作業を極めて困難にしているのが実情である。しか
も、このような問題点は、マグネシウムの蒸発を抑える
ためにアルゴンガスを炉内に導入して炉内圧力を高くし
たとしても何ら改善はなく、それゆえに量産は難しいと
いう欠点があった。
系水素吸蔵合金は、酸化を防ぐ必要があるため、溶解製
造の際に真空溶解炉を用いなければならない。ところ
が、この方法では、マグネシウムの蒸気圧が高いために
前記真空溶解炉内にマグネシウム蒸気が多量に発生し、
この蒸気のために炉内の溶湯の状態が全く観察できず、
溶解作業を極めて困難にしているのが実情である。しか
も、このような問題点は、マグネシウムの蒸発を抑える
ためにアルゴンガスを炉内に導入して炉内圧力を高くし
たとしても何ら改善はなく、それゆえに量産は難しいと
いう欠点があった。
【０００６】そこで、本発明の目的は、上記従来技術の
有する問題点や欠点を解決することにある。とりわけ、
本発明の興味は、単位重量当たりの水素吸蔵量が大きい
マグネシウム系水素吸蔵合金を、大気中で製造する新規
な方法を提供することに向けられている。
有する問題点や欠点を解決することにある。とりわけ、
本発明の興味は、単位重量当たりの水素吸蔵量が大きい
マグネシウム系水素吸蔵合金を、大気中で製造する新規
な方法を提供することに向けられている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述した解決課題に対
し、その克服に有効な手段として本発明は、ハライド系
フラックス存在下の大気雰囲気中でマグネシウムを溶解
させた後、その溶解マグネシウムに対し追加フラックス
と共に合金化元素を添加して溶解し、この溶解ならびに
その後に行う鋳造作業を六フッ化硫黄含有ガス存在下で
行うことを特徴とするマグネシウム系水素吸蔵合金の製
造方法を提案する。
し、その克服に有効な手段として本発明は、ハライド系
フラックス存在下の大気雰囲気中でマグネシウムを溶解
させた後、その溶解マグネシウムに対し追加フラックス
と共に合金化元素を添加して溶解し、この溶解ならびに
その後に行う鋳造作業を六フッ化硫黄含有ガス存在下で
行うことを特徴とするマグネシウム系水素吸蔵合金の製
造方法を提案する。
【０００８】
【作用】本発明の構成において特徴的な点は、酸化性の
強いマグネシウム（Ｍｇ）の溶解に当たって、ハロゲン
化物を主成分とするフラックス，例えば BaCl2-KCl, Mg
Cl2-KCl-CaF2などを用いることにある。即ち、Mg2Ni 合
金のようなマグネシウム系水素吸蔵合金の製造に当たっ
ては、添加合金元素(Ni)よりも融点の低いMgをまず加熱
溶解し、その後、前記Niなどを添加、攪拌することにな
るが、この際ハライドを主体とした上記フラックスは、
表面の酸化物と反応してスラッジとなり、これが次第に
浮上して溶解Ｍｇの表面を覆い、マグネシウム溶湯表面
の酸化を防ぐ作用を担う。なお、上記フラックスの使用
量は、マグネシウム溶解量の１〜10wt％以下の範囲で使
用することが望ましい。使用量を限定する理由は、この
量が１wt％未満では酸化量が大きくなり、また、10wt％
を超えると溶解操作が煩雑になり、酸化防止の効果も飽
和するからである。
強いマグネシウム（Ｍｇ）の溶解に当たって、ハロゲン
化物を主成分とするフラックス，例えば BaCl2-KCl, Mg
Cl2-KCl-CaF2などを用いることにある。即ち、Mg2Ni 合
金のようなマグネシウム系水素吸蔵合金の製造に当たっ
ては、添加合金元素(Ni)よりも融点の低いMgをまず加熱
溶解し、その後、前記Niなどを添加、攪拌することにな
るが、この際ハライドを主体とした上記フラックスは、
表面の酸化物と反応してスラッジとなり、これが次第に
浮上して溶解Ｍｇの表面を覆い、マグネシウム溶湯表面
の酸化を防ぐ作用を担う。なお、上記フラックスの使用
量は、マグネシウム溶解量の１〜10wt％以下の範囲で使
用することが望ましい。使用量を限定する理由は、この
量が１wt％未満では酸化量が大きくなり、また、10wt％
を超えると溶解操作が煩雑になり、酸化防止の効果も飽
和するからである。
【０００９】次に、本発明の構成における第二の特徴的
な点は、六フッ化硫黄含有ガス、例えば、この六フッ化
硫黄ガスと炭酸ガスとの混合ガスなどを用いることにあ
る。即ち、マグネシウムと他の合金化金属（Ni,Y, 希土
類金属, Cu )との合金の溶解および鋳造時に、前記六フ
ッ化硫黄含有ガスを溶解雰囲気内に供給すると、このガ
スがマグネシウム溶湯の表面を覆って保護膜をつくり、
大気中の酸素との反応を阻止することができるからであ
る。
な点は、六フッ化硫黄含有ガス、例えば、この六フッ化
硫黄ガスと炭酸ガスとの混合ガスなどを用いることにあ
る。即ち、マグネシウムと他の合金化金属（Ni,Y, 希土
類金属, Cu )との合金の溶解および鋳造時に、前記六フ
ッ化硫黄含有ガスを溶解雰囲気内に供給すると、このガ
スがマグネシウム溶湯の表面を覆って保護膜をつくり、
大気中の酸素との反応を阻止することができるからであ
る。
【００１０】以上説明したように本発明は、上述した２
つのバリア（酸化阻止手段）によって、マグネシウム溶
湯を、大気中であっても酸化を招くことなく効率良くか
つ安全に製造することができるようになる。
つのバリア（酸化阻止手段）によって、マグネシウム溶
湯を、大気中であっても酸化を招くことなく効率良くか
つ安全に製造することができるようになる。
【００１１】
【実施例】以下に、本発明製造方法の好適実施例を、Mg
2Ni 水素吸蔵合金の製造例にて説明する。まず、市販の
純金属マグネシウムインゴット10kgを、大気下のニクロ
ム線抵抗炉内にセットされたるつぼ内に装入し、それと
同時にそのるつぼ内および前記抵抗炉内に六フッ化硫黄
ガスと炭酸ガスとの混合ガスを２Nl／min の流量で流
す。また、るつぼ内の上記マグネシウムインゴット表面
にBaCl2-KCl 系（立川鋳造株式会社製、FM-130 )のハラ
イドフラックスを約 100ｇ散布し、その後ニクロム線に
通電してるつぼ内マグネシウムインゴットを加熱する。
そして、るつぼ内のマグネシウムインゴットが完全に溶
解してから再度、前記フラックスを100 ｇ散布しながら
溶湯を攪拌し、マグネシウム溶湯中の酸化物を吸収させ
て沈殿分離することによって清浄化する。
2Ni 水素吸蔵合金の製造例にて説明する。まず、市販の
純金属マグネシウムインゴット10kgを、大気下のニクロ
ム線抵抗炉内にセットされたるつぼ内に装入し、それと
同時にそのるつぼ内および前記抵抗炉内に六フッ化硫黄
ガスと炭酸ガスとの混合ガスを２Nl／min の流量で流
す。また、るつぼ内の上記マグネシウムインゴット表面
にBaCl2-KCl 系（立川鋳造株式会社製、FM-130 )のハラ
イドフラックスを約 100ｇ散布し、その後ニクロム線に
通電してるつぼ内マグネシウムインゴットを加熱する。
そして、るつぼ内のマグネシウムインゴットが完全に溶
解してから再度、前記フラックスを100 ｇ散布しながら
溶湯を攪拌し、マグネシウム溶湯中の酸化物を吸収させ
て沈殿分離することによって清浄化する。
【００１２】次に、るつぼ内温度を900 ℃に昇温し、合
金化元素である金属ニッケルを添加して再溶解して攪拌
する。その後、得られた合金溶湯を、水分を充分除去し
た金型内に、上記六フッ化硫黄含有ガス流動雰囲気中に
おいて該溶湯を鋳造し、冷却する。
金化元素である金属ニッケルを添加して再溶解して攪拌
する。その後、得られた合金溶湯を、水分を充分除去し
た金型内に、上記六フッ化硫黄含有ガス流動雰囲気中に
おいて該溶湯を鋳造し、冷却する。
【００１３】次に、上記のようにして得られたMg2Ni イ
ンゴットの中央部と端部を−２mmの大きさに粉砕して、
公知のジーベルト装置を用いて平衡水素圧力と水素吸蔵
量の関係を測定した。また、同じ試料について化学分析
して、成分濃度を求めた。
ンゴットの中央部と端部を−２mmの大きさに粉砕して、
公知のジーベルト装置を用いて平衡水素圧力と水素吸蔵
量の関係を測定した。また、同じ試料について化学分析
して、成分濃度を求めた。
【００１４】以上の実施例の製造例で得られたMg2Ni 合
金の310 ℃における平衡吸蔵圧力および平衡解離圧力と
最大水素吸蔵量および化学分析値を表１に示す。また、
真空溶解炉を用いて従来方法によって製造した同じ合金
についても測定したのでその数値も併せて同表に示す。
金の310 ℃における平衡吸蔵圧力および平衡解離圧力と
最大水素吸蔵量および化学分析値を表１に示す。また、
真空溶解炉を用いて従来方法によって製造した同じ合金
についても測定したのでその数値も併せて同表に示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】表１に示す結果から明らかなように、本発
明製造方法に適合する方法にて製造したMg2Ni 水素吸蔵
合金については、最大水素吸蔵量も高くこれは真空溶解
炉を用いる従来方法によって少量作製した合金の最大水
素吸蔵量と比べても全く遜色がなく、またMg,Ni の各分
析値からも偏析のない製造ができていることが判る。こ
のことから、本発明製造方法によれば、マグネシウム系
水素吸蔵合金の大気中での溶解製造が可能であり、水素
の貯蔵・輸送システムなどに供給される合金の大量生産
が可能である。
明製造方法に適合する方法にて製造したMg2Ni 水素吸蔵
合金については、最大水素吸蔵量も高くこれは真空溶解
炉を用いる従来方法によって少量作製した合金の最大水
素吸蔵量と比べても全く遜色がなく、またMg,Ni の各分
析値からも偏析のない製造ができていることが判る。こ
のことから、本発明製造方法によれば、マグネシウム系
水素吸蔵合金の大気中での溶解製造が可能であり、水素
の貯蔵・輸送システムなどに供給される合金の大量生産
が可能である。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、マ
グネシウム系水素吸蔵合金を真空溶解炉に頼ることなく
単に大気中で溶解製造しても、特性的にみて真空溶解製
品に比べて全く遜色のないものを製造することが可能で
ある。
グネシウム系水素吸蔵合金を真空溶解炉に頼ることなく
単に大気中で溶解製造しても、特性的にみて真空溶解製
品に比べて全く遜色のないものを製造することが可能で
ある。
Claims (1)
- 【請求項１】 ハライド系フラックス存在下の大気雰囲
気中でマグネシウムを溶解させた後、その溶解マグネシ
ウムに対し追加フラックスと共に合金化元素を添加して
溶解し、この溶解ならびにその後に行う鋳造作業を六フ
ッ化硫黄含有ガス存在下で行うことを特徴とするマグネ
シウム系水素吸蔵合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9774793A JPH06306504A (ja) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | マグネシウム系水素吸蔵合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9774793A JPH06306504A (ja) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | マグネシウム系水素吸蔵合金の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06306504A true JPH06306504A (ja) | 1994-11-01 |
Family
ID=14200485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9774793A Pending JPH06306504A (ja) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | マグネシウム系水素吸蔵合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06306504A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0931612A4 (en) * | 1996-09-26 | 2002-05-08 | Toyota Motor Co Ltd | HYDROGEN ABSORBENT ALLOY POWDER AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME |
| JP2008128566A (ja) * | 2006-11-21 | 2008-06-05 | Tokai Rika Co Ltd | 金属溶湯の燃焼抑制用ガス供給装置、及び、金属溶湯の燃焼抑制用ガス供給方法 |
-
1993
- 1993-04-23 JP JP9774793A patent/JPH06306504A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0931612A4 (en) * | 1996-09-26 | 2002-05-08 | Toyota Motor Co Ltd | HYDROGEN ABSORBENT ALLOY POWDER AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME |
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