稀土贮氢合金项目建议书
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目 录
第一章 项目的意义和产业关联度分析
1．1 项目的意义
1．2 项目的必要性
1．3 产业关联度分析
第二章 项目的技术水平
2．1 技术含量
2．2 技术水平
2．3 知识产权
第三章 建设内容、方案、规模、地点
3．1 建设内容
3．2 建设方案
3．3 建设规模
3．4 建设地点
第四章 工艺技术路线、设备选型及主要技术经济指标
4．1 工艺技术路线
4．2 设备选型
4．3 总图运输
4．4 土建工程
4．5 公用工程
4．6 主要技术经济指标
第五章 原材料供应及外部配套条件 稀土贮氢合金项目建议书
5．1 原料供给
5．2 外部配套条件
第六章 环境污染的防治
6．1 厂部环境现状
6．2 执行的环保标准
6．3 主要污染源及污染物
6．4 污染治理措施
第七章 建设周期和进度安排
7．1 编制原则
7．2 建设工期
7．3 进度安排
第八章 项目管理、劳动定编及人员培训
8．1 项目管理
8．2 劳动定员
8．3 人员培训
第九章 项目承担单位、项目法人及协作单位概况
9．1 承担单位
9．2 项目法人
9．3 协作单位
第十章 投资规模估算、资金来源、贷款偿还计划
10．1 投资总额估算
10．2 资金来源 稀土贮氢合金项目建议书
10．3贷款偿还计划
10，4流动资金来源
第十一章 项目内部收益率、投资利润率及利税率、投资回收期、贷款偿还期
11．1计算依据及方法
11．2基础数据
11．3项目内部收益率
11．4投资利润率及回收期
11．5贷款偿还期
第十二章 经济效益和社会效益分析
12．1经济效益
12．2社会效益
第十三章 项目风险分析
13．1技术风险
13．2市场风险
13．2财务风险
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第一章 项目的意义和产业关联度分析
1．1.1 项目的意义
本项目是以稀土为主要原料，经熔炼、铸造、制粉等工艺处理而得到的生产镍氢电池的关键材料。从世界行情来看，近几年十分走俏，市场需求量较大，特别是日本市场较为成熟。四川大学、浙江大学、中科院等单位都有较为成熟的贮氢合金生产技术。而川大的是采用提铈提钕后的廉价LPC混合稀土为主要原料，具有成本低、综合性能超群的特点，市场上具有较强的竞争力，是一项开发前景十分广阔的高技术材料项目。
1．1.2 项目的必要性
最近几年，由于单一稀土在高科技材料中的广泛应用，全国每年积累有两万余吨的镧镨鈰混合物（即LPC）。它们能不能得到有效地开发利用，已经成为制约我国轻稀土产业结构平衡的关键。
轻稀土精矿中，稀土成分高、价值高而且市场好的元素是鈰和钕，它们被提取后的LPC可以作为生产金属镧和铈及其化合物的原料，一部分也可以出口创汇，但是需求量较小，仅四川省“九五”期间就富裕积压LPC达4800余吨。这种提铈提钕后含镧80%，含镨3—10%、含铈5—10%、含钕很少（不超过1%）的镧镨铈稀土，无论是研究开发还是生产应用，我国乃至世界范围内一年前几乎没有涉及到，可视为一种新的混合稀土材料。
由于镧镨铈稀土销量很小，造成大量堆积，严重影响了从事提钕提铈的稀土企业的经济效益和生产积极性，如不能综合利用，四稀土贮氢合金项目建议书
川乃至于全国稀上就无法进行平衡持续发展。这种镧镨铈大量堆积的情况已经成为制约我国稀土产业链平衡发展的“瓶颈”。
几年前，四川省已意识到了镧镨铈稀土大量堆积可能造成的严重问题，为此，四川计委拨出专款，依托四川大学等就镧镨铈土的开发应用展开攻关。经过几年的研究，证明镧镨铈稀土可以应用于生产稀土系贮氢合金、稀土中间合金等方面。镧镨铈稀土的应用，可以消耗掉大量的提铈提钕剩余的镧镨铈稀土“下脚料”，促成我国轻稀土产业链的平衡，意义是重大的。
1．3产业化关联度分析
采矿
四川稀土精矿
氧化焙烧
酸浸
化学法或萃取法除钍提铈 稀土贮氢合金项目建议书
CeO2
汽车尾气净化剂剂
富镧氯化稀土
萃取分离钕
Nd2O3
Nd
NdFeB
(LaPrCe)Cl3nH2O
稀土农用
熔盐电解
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LaPrCe新型混合稀土金属
在钢铁中应用
在 有 色 属 中应用
腐蚀铝合金单层添加剂
AL导体添加剂
ALSi合金变质剂
稀土热镀锌钢板（管丝）——
稀土处理钢
稀土耐磨铸钢
稀土鞣革剂
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稀土催化剂
稀 土 贮 氢 合 金
镍氢电池特别镍氢动力电池
氢气贮存和提纯
燃料
电池
耐磨铜和导电铜添加剂
图1—1镧镨铈稀土产业关联图
上图是镧镨铈产业关联图，从图面上可以明显看出：由于我国每年有两万多吨的镧镨铈稀土的大量堆积，不仅会严重影响到稀土采矿及分离，也会严重影响到稀土永磁材料和汽车尾气稀土催化剂等高技术的应用。实际上，这已经明显影响到整个稀土行业及稀土产业链平衡发展，镧镨铈稀土的成功应用，必将大大拉动整个稀土行业的健康发展，提高整个稀土行业的经济效益。 稀土贮氢合金项目建议书
其一：众所周知，由于镧铈镨钕等元素的共性，开采稀土矿就必然涉及各稀土元素的平衡利用的问题，这是稀土行业历来非常关心也很头疼的事情。开发应用大量堆积的镧镨铈稀土，正是解决这种稀土行业长久关注的稀土各元素应用不平衡的问题的有效措施。
其二：镧镨铈稀土的成功大量应用，使轻稀土中四个主要元素镧鐠铈钕得以保持产销平衡，解决稀土分离厂家担心提铈提钕后剩下大量镧镨铈稀土无法处理的问题，从而提高企业的经济效益和生产积极性。
其三：镧镨铈稀土的成功大量应用，可以替代现在广泛使用的富铈混合稀土。一方面镧镨铈的价格本身比富铈混合稀土低，另一方面富铈混合稀土中提出的钕和铈附加值更高，可以做到资源的合理优化使用，最大限度地发挥稀土资源的价值潜力。
其四：镧镨铈稀土的成功大量应用，不仅涉及影响到稀土冶炼分离行业，同时也涉及影响到大量的稀土应用行业，包括电机（稀土永磁电机）、轻工（皮革）、化工（催化剂）等。
其五：用提钕（同时除去钐铕钆）后的混合稀土氯化物电解生产镧镨铈稀土金属的成本较一般混合稀土金属大为降低（电流效率提高10%，每吨金属所需氯化稀土原料单耗降低0.2—0.3吨）。
其六，镧镨铈稀土的问题不仅四川存在，包头等地区也同样存在，是事关整个稀土行业的全局性问题，对促进我国稀土产业的发展具有明显的推动作用。 稀土贮氢合金项目建议书
其七：利用镧镨铈稀土以及四川现有的成熟技术和生产应用经验，可以建立镧镨铈混合稀土金属、镧镨铈贮氢合金、镧镨铈中间合金及镧镨铈稀土皮革鞣剂染剂等生产企业，促进我国镍氢电池及镍氢动力电池产业发展，为四川乃至我国经济发展作出贡献。
因此，镧镨铈贮氢合金的开发应用有很强的产业关联性和拉动作用，能够为整个稀土行业的健康发展提供帮助。
第二章 项目的技术水平
2.1 技术含量
利用提铈提钕后剩余的大量廉价LPC混合稀土研究开发具有独立知识产权的贮氢合金生产技术，在原料利用上，属世界独创。
采用目前国内外的先进技术，并利用自主开发的高新技术加之改进提高，制定出LPC贮氢合金粉生产的相关技术规范、批量生产技术、考核指标，生产技术经济指标达到国际先进水平，现有具有年产30吨贮氢合金生产能力，具备产业化条件。
贮氢合金产品综合性能达到国际先进水平和国内领先水平。生产成本大幅度降低。
2.2 技术水平
（1）、国内外均采用富铈稀土或含钕富镧稀土为原料生产贮金合金粉，而该技术用提铈提钕去除SmEuGd后剩余的镧镨铈混合氯化稀土为原料生产贮氢合金，与国内外现有工艺相比，生产成本稀土贮氢合金项目建议书
下降30%以上。
（2）、与国内外现有生产工艺相比，电流效率提高15%以上，比目前最高回收效率提高2%以上，每吨产品氯化稀土结晶原料降低0.1—0.3吨。
（3）、LPC贮氯合金具有良好的吸放氢特性和高温及高倍率放电性能，最大放电容量>280mAh/g，循环充放电次数>500次，达到国际先进水平。循环过程的放电容量大体与住友、SUP贮氢合金粉相当，但优于NK合金粉；吸收氢综合性能与住友相当。
2．3知识产权
四川大学拥有LPC贮氢合金粉生产的全套研发知识产权。
1997年四川大学承担四川省计委下达的“利用四川混合稀土制取贮氢合金规模生产关键技术研究”重点攻关项目。在四川大学涂铭旌院士和稀土专家唐定骧研究员等的带领下，对利用镧镨铈稀土生产各种产品以及应用方面进行研究，取得了一批创新的技术成果。
在研究成果的基础上，四川大学的“四川省稀土材料及应用工程研究中心”和“四川省良友稀土金属有限责任公司”成功地进行了工业试验，取得年产30吨LPC贮氢合金的生产规模，2000年4月通过四川省计委攻关项目验收。四川大学获得的知识创新成果四项：
1、LPC-NI系贮氢合金电极材料；专利申请号：99115178.X
2、低COPLC-NI系贮氢合金电极材料；专利申请号：9911577.1
《混合稀土金属》送审稿编制说明
稀土国家标准《混合稀土金属》（征求意见稿）标准编制说明
一、任务来源
1.1 任务背景
混合稀土金属主要应用于贮氢合金、有色金属合金、稀土处理钢等。目前国内生产企业主要有北方稀土、包头三隆、包头玺骏等企业，应用企业多为贮氢电池生产企业，如稀奥科、厦门钨业、四川达博文、辽宁鑫普等企业。近年，随着工信部淘汰落后产能的要求，稀土氯化物电解制备金属工艺被淘汰，目前主要采用氧化物熔盐电解工艺，工艺变化导致现有国标产品技术指标与实际产品不符。根据现有应用领域调研情况，贮氢合金目前主要采用全配分混合稀土金属和镧铈金属，有色金属合金、稀土处理刚也基本采用上述两种金属，目前标准涵盖牌号较多，但与实际产品种类、技术指标不符，因此有必要对《混合稀土金属》国家标准进行修订。
1.2 任务来源
根据“国家标准委关于下达《普通柴油》等23项国家标准制修订项目计划的通知（国标委综合[2014]44号）”，全国稀土标准化技术委员会于2014年9月16日至17日在北京召开了“2014年第一批稀土国家标准制修订计划项目启动会”，会上完成了《混合稀土金属》国家标准修订计划任务落实工作，确定由中国北方稀土（集团）高科技股份有限公司作为起草单位承担《混合稀土金属》国家标准的修订任务。计划编号为20140038-T-469，完成年限为2015年。
1.3 起草单位简况
中国北方稀土（集团）高科技股份有限公司是我国乃至全世界最大的稀土生产、科研、贸易基地，是稀土行业的龙头企业。始建于1961年，1997年在上海证券交易所上市。公司以开发利用举世闻名的稀土宝藏—白云鄂博稀土矿山为使命，建有稀土选矿、冶炼分离、深加工、应用产品、科研等完善的稀土工业体系，能够生产稀土原料（精矿、碳酸稀土、氧化物与盐类、金属）、稀土功能材料（抛光材料、贮氢材料、磁性材料、发光材料、催化材料）、稀土应用产品（镍氢动力电池、磁共振仪）等门类齐全的稀土产品。公司快速发展依托四大核心优势。公司全面掌控北方轻稀土资源，积极整合布局南方中重稀土资源，资源优势奠定了公司发展的坚实基础。
稀土磁性材料
稀 土 磁 性 材 料 研 究 现 状
- 1 -
稀土磁性材料研究现状
摘要：材料是社会技术进步的物质基础与先导。现代高技术的发展，更是紧密依赖与材料的发展。稀土元素因其独特的电、光、磁、热性能而被人们称为新材料的“宝库”，是国内外科学家，尤其是材料专家最关注的一组元素。目前，稀土磁性材料作为一组重要的稀土新材料，在国内外的研究已初具规模，这些新材料的应用不仅极大地改造和提升了传统产业，而且构成了当今世界先导型、知识型产业的核心竞争力。为此，加强稀土磁性材料的研发，大力扶持国内稀土产业将变得尤为重要。
关键词：稀土、磁性材料、研究现状、发展趋势
一、各种稀土磁性材料的简单论述
1.1、稀土永磁材料
稀土由于其独特的4f电子层结构，可以在一些与3d元素化合物组合成的晶体结构中形成单轴磁各向异性，而具有十分优异的超常磁性能。表1列出了各类稀土永磁体与传统的铁氧体、铝镍钴永磁体的磁性能，显然稀土永磁体比传统永磁体具有高得多的磁性能。
表1 各类永磁体的磁性能
永磁体 最大磁能积（MGOe） 备注
铁氧体 4.6
铝镍钴 11
SmCo5 22
Sm2(Co,Cu,Fe,Zr)17 32
Nd2Fe14B 56 理论值64
Sm2(Fe,Co)17N3 46.5[1] 理论值62
纳米晶双相稀土永磁体 25[2] 理论值120[2]
稀土永磁体中，钕铁硼的磁能积最高，但它的居里温度低，工作温度低，温度系数高。虽然现在已开发出工作温度达到200℃的钕铁硼，但在许多地方还稀 土 磁 性 材 料 研 究 现 状
- 2 - 是不能替代工作温度高，温度系数低的钐钴永磁。
现已开发出工作温度可达400℃、500℃的Sm2(Co,Cu,Fe,Er)17磁体[3]。10年前发明的稀土—铁—氮永磁材料，理论磁能积与钕铁硼接近，但居里温度高，温度系数小，耐腐蚀性能好，与粘结磁体中使用的快淬钕铁硼相比，具有很强的竞争力。其中的NdFe12Nx永磁是我国科学家杨应昌院士发明的[4]，其NdFe12Nx实验室样品的磁能积已达到22MGOe，超过MQ-2钕铁硼磁粉。
(TiZr0.35)(V0.5Mn1.1-xCr0.4Nix)贮氢合金的相结构和电化学性能
第３７卷 ２００８矩 第５期 ５月 稀有金属材料与工程 ＲＡＲＥ ＭＥＴＡＬ ＭＡＴＥＲＬ ＬＳ ＡＮＤ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｖｏ１．３７，Ｎｏ．５ Ｍａｖ ２００８
（ＴｉＺｒｏ．３ｓ）（Ｖｏ．５Ｍｎ１．１ Ｃｒ０．４Ｎｉｘ）贮氢合金的相结构
和电化学性能
张婷婷，王家淳，潘崇超，于荣海
（清华大学先进材料教育部重点实验室，北京１０００８４）
摘 要：研究了（ＴｉＺｒ０ ３５）（Ｖ０ ５Ｍｎ１．１－ｘＣｒ０ ４Ｎｉ ） ＝Ｏ．７～１．Ｏ）贮氢合金的相结构及电化学性能。ＸＲＤ及ＳＥＭ分析表明：合金 主要由具有六方结构的Ｃ１４型Ｌａｖｅｓ相和ＴｉＮｉ基第二相组成，随着Ｎｉ含量 的增加，合金晶胞体积逐渐变小，Ｃ１４型
Ｌａｖｅｓ主相含量逐渐增多。电化学测试结果表明：随着Ｎｉ含量 的增加，合金的高倍率放电性能及循环稳定性均得到 显著改善；合金的贮氢容量随着Ｎｉ替代量的增加而先增后减，当ｘ＝０．９时，达到最大电化学容量４０４ ｍＡｈ／ｇ。 关键词：贮氢合金；元素替代；合金相结构；电化学性能 中图法分类号：ＴＧ １３９ ．７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２．１８５Ｘ（２００８）０５．０８０８．０４
商业化的稀土系１：５型贮氢合金具有优良的化成
性能和吸放氢循环稳定性，但放电容量较低，阻碍其 在大功率动力型电池中的应用；Ｍｇ系和ｖ基合金的 容量虽高，但前者的吸放氢动力学性能差，需在２００ ℃以上才能可逆吸放氢，后者的成本过高，且循环稳
定性差；ｚｒ系１：２型合金也具有较高容量，但其较长 的化成周期及较低的倍率性能是实用化的“瓶颈”；新 型１：３型（非１：５型）合金虽在１：５型合金基础上提 高了容量，但其循环裂化严重，阻碍实用化进程。相
比而言，Ｔｉ系１：２型合金容量较高，化成比较容易， 倍率性能良好，循环稳定性较差【１．２】。一般采用合金元
素替代、快速冷却和改变Ａ侧与 侧化学计量比等方 法来提高性能。非化学计量比是一种通过掺杂和多元 合金化来改善贮氢合金电化学性能的有效方法。同正 化学计量比相比，过化学计量比合金在晶体结构和电 化学性能上都有很大的不同。
稀土产业链
1 稀土产业链
就像铁、铜、铝一样，稀土也是一种原料。需要应用时，通常先将各种稀土加工成材料，如稀土永磁材料NdFeB（钕铁硼）、SmCo（钐钴），稀土贮氢材料MM—Ni（混合稀土金属—镍），稀土荧光材料Y2O3：Eu（氧化钇：铕）等等。然后将稀土材料应用于原器件的制作。如NdFeB材料作成磁盘驱动器、光盘驱动器、核磁共振仪等，MM—Ni材料制成镍氢电池，荧光材料制成彩电、电脑的荧光屏和显示屏、节能荧光灯等。最后将原器件用于计算机、彩电、手机、汽车、灯具，等等。因此，这里就形成了以稀土为原料的产业链：
“稀土——新材料——元器件——终端应用”
“钕——钕铁硼——硬盘驱动器——PC”
“MM——贮氢材料——镍氢电池——电动汽车”
“氧化钇、氧化铕——荧光粉——阴极射线管（CTR）——彩电、显示器”
…………。
稀土可制成很多种新材料，而这些新材料又广泛应用于各行各业，尤其是电子、信息、通讯、能源、汽车、航空航天等先导型的支柱产业。
为了更方便地了解稀土与各产业之间的关系，以下按产业链的方式叙述。
为了适应各种类型的投资者，拟将产业链分成三个层面来描述：
（一） 以稀土产品为线索；
（二） 以各种材料为线索；
（三） 以终端应用为线索。
（一）产业链之一——以稀土产品为线索
1、混合稀土
（1） 混合稀土氧化物
→抛光粉 →各种透镜→照相机、摄象机、各种光学仪器
→显示屏幕→各种电视机、计算机、手机、显示仪表等
→光掩膜→集成电路
（2）混合氯化稀土
→石油裂化催化剂→汽油、柴油→汽车、飞机；
→熔盐电解→混合稀土金属（MM）→（参见MM部分）； 富铈混合稀土氧化物（CeO2含量：50~85%） 2 →染色→羊毛（增白、促染）、晴纶（提高上染率）、棉纤（提高皂洗牢度）；
→鞣制→皮革（提高得革率）；
→原料→分离单一稀土化合物。
（3）混合硝酸稀土
→添加剂→稀土微肥等→农、牧、林业→提高作物种子发芽率、促进根系发育、增加叶绿素、提高酶的活性、提高抗逆性等。
AB_2型Laves相贮氢合金的研究进展
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. AB2型Laves相贮氢合金的研究进展
张羊换1,2,王国清1,董小平2,郭世海1,任江远2,王新林1
(11钢铁研究总院功能材料研究所,北京 100081;21内蒙古科技大学材料学院,包头 014010)
基金项目:国家自然科学基金重点项目(50131040),国家自然科学基金项目(50071050)。作者简介:张羊换(1959-),男,内蒙古鄂尔多斯人,博士,教授;研究方向:贮氢合金。摘 要:文章主要综述了AB2型Laves相贮氢合金的种类及性能特点以及合金化及制备工艺对合金电化学性能的影响。介绍了AB2型Laves相贮氢合金研究的国内外动态及目前达到的水平,对AB2型Laves相贮氢合金未来的研究重点及发展方向提出了看法。关键词:AB2型Laves相贮氢合金;电化学性能;制备工艺中图分类号:TG13917 文献标识码:A 文章编号:1005-8192(2005)04-0025-06
DevelopmentResearchofAB22Type
LavesPhaseHydrogenStorageAlloy
ZHANGYanghuan1,2,WANGGuoqing1,DONGXiaoping2,GUOShihai1,
RENJiangyuan2,WANGXinlin1
(11DepartmentofFunctionalMaterialResearch,CentralIron&SteelResearchInstitute,Beijing100081;21SchoolofMaterial,ScienceandTechnologyUniversityofInnerMongolia,Baotou014010,China)
稀土功能材料
稀土功能材料
Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
1. 什么是拉夫斯相
通式为AB2的化合物，其借助于两种不同大小的原子配合排列成密堆结构，称为Laves相。理论上Laves相的A原子和B原子半径比值rA/rB为。
在拉夫斯相中，金属为致密聚集的结构，有C14（MgZn2型，六方相），C15（MgCu2型，立方相）及C36（MgNi2型，六方相）3种。
拉夫斯相的特征是组成范围宽，允许AB2组成的波动。
TiMn2不吸氢，减少Mn量的的组成就吸氢，该合金吸氢后，晶体结构几乎不变。
2. ★分解压力-组成等温曲线（P-C-T曲线）--理想形状
Gibbs 相率解释平台区
吉布斯相率：F(自由度)=C(组分)-P(相数)+2
该体系的组分为金属和氢，即C=2，则F=4-P
对于0A段，即氢的固溶区内，P=2（金属和氢），F=2-2+2=2，即使温度不变，压力也要发生变化。在平台区，即AB段内，P=3（，相和气体氢），所以F=1,如温度不变，则压力也不随组成变化。在B点以后，P包括相和气体氢，F=2，压力随温度和组成变化。
p-c-T曲线
p-c-T曲线是衡量贮氢材料热力学性能的重要特征曲线。
通过曲线可以了解金属氢化物中能含多少氢(%)和任一温度下的分解压力值。
吸氢和释氢时，虽然在同一温度，但压力不同，这种现象称为滞后，作为储氢材料，滞后应越小越好。
p-c-T曲线的
平台压力、平台宽度与倾斜度、平台起始浓度和滞后效应是常规鉴定贮氢合金吸放氢性能的主要指标。
影响p-c-T曲线平台压的因素
平台压的物理本质：平台压的物理本质是金属氢化物的稳定性。合金的平台压越低，越有利于吸氢而不利于放氢，反之，有利于放氢而不利于吸氢。贮氢材料要求具有良好的可逆吸放氢的能力，因此平台压应当适当。
稀土材料的应用及发展趋势
化学工程师 Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ ２０１１年第５期
￣，／ｉｉｉ 文章编号： ｏ０ 一¨ （ ｏ¨）ｏ 一ｏｏ 。一。４
述 稀土材料的应用及发展趋势
梁小蕊，江炎兰，周鸣宇，李慧
（海军航空工程学院，山东烟台２６４００１）
摘要：本文重点介绍了稀土永磁材料、稀土贮氢材料、稀土发光材料、稀土催化材料及稀土防腐材料在 各技术领域的应用和发展趋势。 关键词：稀土材料；应用；发展趋势 中图分类号：ＴＧ１４６．４ 文献标识码：Ａ
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｒａｒｅ ｅａｒｔｈ ｍａｔｅｒｉａｌ
ＬＩＡＮＧ Ｘｉａｏ—ｒｕｉ．ＪＩＡＮＧ Ｙａｎ—ｌａｎ，ＺＨＯＵ Ｍｉｎｇ—ｙｕ，ＬＩ Ｈｕｉ （Ｎａｖａｌ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ ａｎｄ Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｔａｉ ２６４００１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｒａｒｅ—ｅａｒｔｈ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｔｅｒｉａｌ，ｒａｒｅ—ｅａｒｔｈ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｓｔｏｒａｇｅ ａｌｌｏｙｓ，ｒａｒｅ—ｅａｒｔｈ ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ｍａｔｅｒｉａｌ，ｒａｒｅ－ｅａｒｔｈ ｃａｔａｌｙｓｔ ｍａｔｅｒｉａｌ ａｎｄ ｒａｒｅ—ｅａｒｔｈ ａｎｔｉ—ｅｏＩＴＯ— ｓｉｏｎ ｍａｔｅｒｉａｌ ｗｅｒｅ ｉｎｈ＇ｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｒｅａｌｍ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒａｒｅ ｅａｒｔｈ ｍａｔｅｒｉａｌｓ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ；ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
稀士元素是元素周期表中ｌ５个镧系元素再加
上钪和钇共计１７个金属元素的总称。稀土的特异
性能来源于稀土元素具有特异的４ｆ电子构型，４ｆ电
稀土在材料中的应用进展
稀土在材料中的应用进展
稀土，是元素周期表第Ⅲ族副族元素有钪、钇和镧系元素共17种化学元素组成。稀土是制造被称为“灵巧炸弹”的精密制导武器、雷达和夜视镜等各种武器装备不可缺少的元素。稀土金属已广泛应用于电子、石油化工、冶金、机械、能源、轻工、农业,环境保护等领域。应用稀土可生产荧光材料、稀土金属氢化物电池材料、电光源材料、永磁材料、储氢材料、催化材料、精密陶瓷材料、激光材料、超导材料、磁致伸缩材料、磁致冷材料、磁光存储材料、光导纤维材料等。我国拥有国际领先水平的稀土分离冶炼技术；同时，稀土永磁、储氢、发光等功能材料的性能也比较先进，产量约占世界的80%，推动了我国风电发电机、电动汽车产业的高速发展，为我国国民经济和高新技术产业的发展作出了重要贡献。稀土产业已经成为我国重要的战略核心产业之一，也是我国为数不多的在国际上具有重要地位和较大影响的产业之一。
传统稀土冶金方法有两种，即湿法冶金和火法冶金。湿法冶金属化工冶金方式，全流程大多处于溶液、溶剂之中，如稀土精矿的分解（一般酸法，碱法和氯化分解）、稀土氧化物、稀土化合物、单一稀土金属的分离和提取过程就是采用沉淀、结晶、氧化还原、溶剂萃取、离子交换等化学分离工艺过程。现应用较普遍的是有机溶剂萃取法，它是工业分离高纯单一稀土元素的通用工艺。湿法冶金流程复杂，产品纯度高，该法生产成品应用面广阔。火法冶金工艺过程简单，生产率较高。稀土火法冶炼主要包括硅热还原法制取稀土合金，熔盐电解法制取稀土金属或合金，金属热还原法制取稀土合金等。火法冶金的共同特点是在高温条件下生产。
近来，稀土在催化材料方面应用广泛，化石燃料催化燃烧，机动车尾气的催化净化，有毒有害废气的治理，C1化工，固体氧化物 燃料电池及移动制氢 稀土催化理论方面的研究等方面的应用和研究。。从20世纪60年代中期开始,国内外对稀土化合物的催化性质进行了广泛的研究,稀土催化材料按其组成大致可分为:稀土复合氧化物,稀土(贵)金属,稀土分子筛等。研究表明,稀土在催化剂中的存在可以(1)提高催化剂的储氧能力;(2)提高活性金属的分散度,改善活性金属颗粒界面的催化活性;(3)降低贵金属用量;(4)提高Al2O3等材料的热稳定性;(5)促进水气转化和蒸汽重整反应; (6)高晶格氧的活动能力等,从而使催化剂的性能得到显著提高。稀土在汽车尾气催化剂中的应用研究也是近来关于稀土的前景之一，稀土材料铈、镧等在汽车尾气方面的应用。稀土在汽车尾气催化剂中的作用机理：
贮氢合金粉含氧量对MH-Ni_电池性能的影响及工艺控制分析
26研 究 RESEARCH
贮氢合金粉含氧量对MH-Ni电池
性能的影响及工艺控制分析
王新峰 张均飞 李秀燕 张文博/文
甘肃稀土新材料股份有限公司
【摘要】本文以高容量贮氢合金粉为例，着重研究分析贮氢合金粉含氧量对其电化学性能及PCT吸放氢性能的影响。结果表明，氧含量控制在600 ppm以下，贮氢合金性能高且稳定。
【关键词】 贮氢合金粉；镍氢电池；氧含量；电化学性能；工艺控制要点
1.前言
氢是一种清洁能源,氢和氧燃烧时生成清洁无污
染的水，不会产生COx、SOx和NOx等有害物质。
在氢能利用过程中，由于LaNi5等贮氢合金的发现，
使得贮氢材料的研究开发得到了迅猛的发展。利用稀
土贮氢合金的电化学吸放氢特性研制成功的镍-稀
土金属氢化物（Ni-MH）二次电池是迅速发展起来的
一种高能绿色二次电池，它以稀土贮氢合金充当活性
物质的稀土氢化物电极作为负极，以氢氧化镍电极作
为正极，电解液为氢氧化钾，与传统的Ni-Cd二次
电池相比，其具有电化学比容量高、充放电可逆性好、
工作温度范围宽、电催化活性高、循环寿命长、安全
性能高、绿色环保等特点，因而在民用电池、混合动
力车及电动车等领域获得了广泛应用。
大多数合金的贮氢性能都可能由于氧的引入而
导致中毒,从而降低了它们的贮氢能力,因此,在制备、使用贮氢合金时需尽可能避免氧的污染。但
在实际生产、应用贮氢合金粉过程中，不可能完全
避免氧，因此本文着重研究了在大批量生产贮氢合
金粉过程中，贮氢合金粉含氧量对其电化学性能及
PCT吸放氢性能的影响及分析了各个工序点对含氧
量的控制。
2.不同贮氢合金粉含氧量对其性能的影响
以高容量贮氢合金粉为例，分别研究了氧含量
在1000 ppm以下及1000 ppm以上对贮氢合金粉比
容量、循环寿命及吸放氢性能的影响。
2.1对放电比容量的影响
通过表1可以看出，贮氢合金氧含量在1000 ppm
以下时，放电比容量比较稳定，且能够达到产品性能要求。当贮氢合金氧含量大于1000 ppm时，放电
Dy替代M1对低钴贮氢合金组织和性能的影响
助 能 财 抖 ２００７年第４期（３８）卷
Ｄｙ替代Ｍ１对低钴贮氢合金组织和性能的影响
蔚如意，李全安，李肖丰，李克杰
（河南科技大学材料科学与工程学院，河南洛阳４７１００３）
摘要： 采用多元合金化及Ａ侧稀土元素Ｄｙ取代 Ｍｌ的方法，制备出了多元低钴贮氢合金Ｍｌ（ 一 ）
Ｄｙ．Ｎｉ３．９０ Ｃｏｏ．３ Ｍｎｏ．４ Ｃｕ０．１５ Ｆｅ０．１ Ｓｎｏ．１ Ｔｉ０．０５（ｚ＝０．００、
Ｏ．Ｏ５、Ｏ．１Ｏ、Ｏ．１５），研究了加Ｄｙ对合金的微观结构、
组织以及电化学性能的影响。ＸＲＤ及ＥＤＳ分析表 明，Ｄｙ能很好融入主相晶格中，未单独形成第二相。
电化学测试表明，适量Ｄｙ的加入能够提高低钴舍金
的放电容量，以及合金的充放电循环稳定性。
关键词：贮氢合金；电化学性能；Ｄｙ
中图分类号：ＴＧ１３９ 文献标识码：Ａ
文章编号：１００１－９７３１（２００７）０４—０６０２－０３
１ 引 言
稀土系ＡＢ。型贮氢合金主要用作ＭＨ－Ｎｉ电池负
极材料。调整合金Ａ侧、Ｂ侧元素组成是提高合金电
化学性能重要方法口 ］。合金中各组成元素之间的配
比协同作用对合金性能影响很大。对ＡＢ。型贮氢合
金而言，Ａ侧元素主要决定贮氢合金的贮氢量，目前研
究开发的ＡＢ５型贮氢合金，Ａ侧一般为含有Ｌａ、Ｃｅ、
Ｐｒ、Ｎｄ元素的富Ｌａ混合稀土（Ｍ１）或富Ｃｅ混合稀土
（Ｍｍ）。
本文在通过多元合金化制备低钴贮氢合金，同时
Ａ侧加入稀土Ｄｙ部分替代ＭＬ，研究Ｄｙ对低钴贮氢
合金组织和电化学性能的影响。
２试验内容与方法
２．１合金的制备及试样制备
按化学式Ｍｌ（１一 ）Ｄｙ Ｎｉ３．９０ Ｃｏ０．３ Ｍｎｏ．４ Ｃｕｏ．１５ Ｆｅｏ．１
Ｓｎｏ．１Ｔｉ０．０５（ ＝０．００、０．０５、０．１０、０．１５）配制低钴贮氢
合金，对应不同的Ｄｙ含量 值，合金依次用编号
Ｄｙ０、Ｄｙｌ、Ｄｙ２、Ｄｙ３表示。合金用ＺＨＷ－６００Ａ真空非
自耗电弧炉熔炼。熔炼过程中，为了防止氧化，合金充 氩气保护。为了保证合金熔炼的均匀性，合金反复熔