一种带热子的钛基贮氢器件专利检索-钛基合金专利检索查询-专利查询网

一种带热子的钛基贮氢器件

专利类型	发明授权	法律事件	公开; 实质审查; 授权;
专利有效性	有效专利	当前状态	授权
申请号	CN202110396562.2	申请日	2021-04-13
公开(公告)号	CN113172230B	公开(公告)日	2025-01-07
申请人	南京华东电子真空材料有限公司;	申请人类型	企业
发明人	王浏杰; 薛函迎; 柴云川; 郭卫斌;	第一发明人	王浏杰
权利人	南京华东电子真空材料有限公司	权利人类型	企业
当前权利人	南京华东电子真空材料有限公司	当前权利人类型	企业
省份	当前专利权人所在省份：江苏省	城市	当前专利权人所在城市：江苏省南京市
具体地址	当前专利权人所在详细地址：江苏省南京市栖霞经济开发区九龙山路1号	邮编	当前专利权人邮编：210034
主IPC国际分类	B22F7/08	所有IPC国际分类	B22F7/08 ; B22F5/00 ; B22F3/10 ; C22C14/00
专利引用数量	3	专利被引用数量	0
专利权利要求数量	1	专利文献类型	B
专利代理机构	南京君陶专利商标代理有限公司	专利代理人	李国政;
摘要	本发明涉及一种带热子的钛基贮氢器件，包括热子、贮氢金属；热子包括金属电热丝和陶瓷绝缘管组成，陶瓷绝缘管套在金属电热丝表面，贮氢金属位于陶瓷绝缘管表面。优点：1）结构简单，牢固度高，体积较小，适应有贮氢需求的电子器件小型化、平面化发展的需要。2）带热子，可以通过电流的微调，精确调节器件吸放氢气的量。
权利要求	1.一种带热子的钛基贮氢器件，其特征是包括热子和贮氢金属；所述热子由金属电热丝和陶瓷绝缘管组成，陶瓷绝缘管套在金属电热丝表面，贮氢金属位于陶瓷绝缘管表面；所述热子中金属电热丝丝径0.1‑1.0mm；所述陶瓷绝缘管是氧化铝陶瓷，管内径0.1‑ 1.1mm，瓷管壁厚0.2‑0.8mm；所述贮氢金属为椭圆柱体，其横截面呈椭圆形，截面短轴1.5‑4mm、长轴2‑6mm，椭圆柱体高度3‑10mm；所述金属电热丝材质是钼、钨、铼或者他们中的两种或三种的合金；所述贮氢金属为钛或钛合金；所述钛合金中包括钛和辅助成分，钛含量大于等于70%，辅助成分包括钼、钒、锰、铁、稀土中的一种或几种，将钛和辅助成分通过粉末冶金方法加工成椭圆柱体。
说明书全文	一种带热子的钛基贮氢器件技术领域 [0001] 本发明是一种带热子的钛基贮氢器件，属于电子元器件制造领域。背景技术 [0002] 贮氢器件是一种在电子行业有特殊用途的电子器件。主要的作用是贮存氢（气）。一般是在一个密闭的腔体中(如电子管密闭壳体)，根据环境的具体要求吸收储存或者释放氢气。 [0003] 由于氢元素在钛、镍等金属中具有可逆吸收的特性，因此贮氢材料大部分由钛、镍的合金制成。贮氢器件的技术难点在于：a、金属吸氢后容易造成氢脆，导致器件的牢固度急剧下降；b、贮氢器件的吸收、释放氢气的条件难于控制。 [0004] 传统贮氢器件主要的应用场景是氢的高密度储运，如氢能源汽车贮氢等，其特点是要求贮氢密度高、活化温度低、抗中毒能力强、成本低廉、吸氢速度快、安全可靠。这些储氢器件一般情况下体积较大，从数十升到上百立方米不等。 [0005] 在针对中小型电子器件的使用场景中，主要的特点是精确控制吸放氢气的量。这种应用场景下对贮氢器件的要求与传统应用场景有所不同，通常要求储氢材料体积小、贮氢器件吸氢后密闭腔体内达到较高的真空度、氢的吸收和释放精确可控、释出的氢气纯度高，同时要求器件牢固度高，多次反复吸放氢气后不掉粉。发明内容 [0006] 本发明提出的是一种带热子的钛基贮氢器件，其目的在于解决贮氢材料在小型电子元件中使用时，反复吸氢后容易氢脆牢固度下降的问题，和贮氢材料吸放氢气精确控制等问题。 [0007] 本发明的技术解决方案： [0008] 一种带热子的钛基贮氢器件，包括热子和贮氢金属；所述热子包括金属电热丝和陶瓷绝缘管组成，陶瓷绝缘管套在金属电热丝表面，贮氢金属位于陶瓷绝缘管表面。 [0009] 所述热子中金属电热丝丝径0.1‑1.0mm；所述陶瓷绝缘管是氧化铝陶瓷，管内径0.1‑1.1mm，瓷管壁厚0.2‑0.8mm。 [0010] 所述贮氢金属为椭圆柱体，其横截面呈椭圆形，截面短轴1.5‑4mm、长轴2‑6mm，椭圆柱体高度3‑10mm。 [0011] 所述金属电热丝材质是钼、钨、铼、或者他们中的两种或三种的合金。 [0012] 所述贮氢金属为钛或钛合金。 [0013] 所述钛合金中包括钛和辅助成分，钛含量大于等于70%，辅助成分包括钼、钒、锰、铁、稀土中的一种或几种，将钛和辅助成分通过粉末冶金方法加工成椭圆柱体。 [0014] 本发明的有益效果： [0015] 1）结构简单，牢固度高，体积较小，适应有贮氢需求的电子器件小型化、平面化发展的需要。 [0016] 2）带热子，可以通过电流的微调，精确调节器件吸放氢气的量。附图说明 [0017] 附图1是本发明的带热子的钛基贮氢器件的结构示意图。 [0018] 图中，1是热子电热丝，2是热子绝缘陶瓷，3是贮氢金属。具体实施方式 [0019] 下面结合附图对本发明技术方案做进一步解释说明。 [0020] 对照附图1，带热子的钛基贮氢器件，其特征在于包括热子和贮氢金属；其中，贮氢金属位于热子表面。 [0021] 贮氢金属是纯钛或添加辅助成分形成合金，其中钛占70%以上，辅助成分是钼、钒、锰、铁、稀土中的一种或几种。将以上成分的粉末均匀混合。 [0022] 贮氢器件的热子由金属电热丝和陶瓷绝缘管组成，陶瓷绝缘管套在金属电热丝表面；金属电热丝由钼、钨、铼等金属或者他们的合金制成的金属丝，丝径0.1‑1.0mm，陶瓷绝缘管套在金属电热丝表面，管内径0.1‑1.1mm，瓷管壁厚0.2‑0.8mm。 [0023] 陶瓷绝缘管为氧化铝陶瓷，内径与电热丝搭配。将电热丝轻微弯折后插入陶瓷管，并填入微量钎料，在真空中通电加热电阻丝融化钎料，电热丝与陶瓷绝缘管固定形成热子。 [0024] 将热子和贮氢金属混合粉一起填入椭圆柱形空间的模具，并轻轻压牢，将压好的模具放入真空烧结炉中进行粉末冶金烧结，使热子和吸气合金形成一个整体。成型后去除浮粉，防止电热丝与贮氢粉体短路。烧结后的贮氢器件其横截面呈椭圆形，短轴1.5‑4mm，长轴2‑6mm，椭圆柱体高度3‑10mm。 [0025] 实施例1 [0026] 实施例2 使用直径0.2mm，长度10mm的钼丝作为电热丝，使用外径0.75、内径0.25的氧化铝陶瓷管作为绝缘层。将钼丝进行轻微弯折，之后穿入瓷管，并填入微量钎料。在真空中通电加热钼丝，使钎料熔化，冷却后钼丝和瓷管固定在一起形成热子。 [0027] 钛粉、钼粉、稀土粉体按照90%：5%：5%的比例进行混合制成贮氢合金粉。 [0028] 将合金粉与热子一起装入椭圆柱型模具。将填好粉的模具在真空炉里进行真空烧结，烧结后从模具中取出毛坯，修整毛坯使金属粉体和电热丝之间保持绝缘即为成品。成品高度4mm，截面为椭圆形，长轴3.5mm，短轴1.5mm。 [0029] 将该产品用于某型需要储氢的电子管中,该电子管体积200ml，将贮氢材料两端焊接在电子管内的电极上，电极与电子管真空封接，可从电子管外的电源向内供电。 [0030] 该电子管安装有两个量程不同的压力（真空）计用来测试管内氢气压力，量程覆盖1E‑4 Pa到1E5 Pa。电子管在充入氢气前已经抽至1E‑4Pa的真空并彻底排气。 [0031] 对贮氢器件通电5.5A电流维持20分钟进行活化，充入0.001mol的氢气，之后封闭电子管。10分钟后，贮氢器件完全吸收这些充入的氢气，电子管内压力降至1E‑2Pa，并仍缓慢下降。开始对该贮氢器件通电加热进行释放和吸收氢气的测试，在电流从0缓慢升至7.5A的过程中，管内压力逐渐从1E‑2Pa升至18KPa。停止通电后，管内压力再次下降到1E‑2Pa以下，管内压力始终与加热电流成正相关。对此贮氢器件按上述步骤反复吸放氢气20次，未观察到开裂、颗粒脱落等情况。

意见反馈