專利名稱：可透氫膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可透氫膜，其具有優(yōu)異的高溫?zé)o定形穩(wěn)定性，即保持在高溫狀態(tài)時穩(wěn)定地長時間保持非晶性的特性，并且在裝置如高性能氫凈化器中用作可透氫膜時，可以進(jìn)行高溫加熱操作，它提高了這種高性能氫凈化器的生產(chǎn)率。
背景技術(shù)：
近年來，作為對抗諸如大氣污染和全球變暖之類現(xiàn)象的手段，“綠色能源”已經(jīng)吸引了更大的關(guān)注。特別是，使用氫氣(綠色能源的一種類型)作為燃料的能源系統(tǒng)，如氫燃料電池和燃?xì)錃廨啓C(jī)，目前處于活躍的研究當(dāng)中。
在這些能源系統(tǒng)中，用作燃料氣體的高純度氫氣是由含氫原料氣制備的，所述的含氫原料氣如通過電解水得到的混合氣體或通過蒸汽轉(zhuǎn)化液化天然氣(LNG)得到的混合氣體。這種制備典型地是通過使用如在圖1中示意性地表示的高性能氫凈化器進(jìn)行的，該氫凈化器由可透氫膜分為左室和右室，所述的可透氫膜是由只可以滲透氫的材料制成的并且在其四周用由鎳等制成的框架加固。含氫原料氣進(jìn)口和放氣出口連接至左室，高純度的氫氣出口連接至右室，并且將由諸如不銹鋼之類的材料制成的反應(yīng)室提供在中間。原料氣通過可透氫膜，其中反應(yīng)室被加熱至200至300℃，由此通過分離純化制備高純度的氫氣。
這種由非晶性鎳-鋯或鋯-鎳合金制成的可透氫膜是已知的。已知制造這種膜的方法包括液體淬火處理方法，其中將給定組成的合金熔體噴射至例如快速旋轉(zhuǎn)的銅輥的表面上進(jìn)行固化至5至500μm的厚度(例如，參見JP-A 2000-256002)。
為了提高生產(chǎn)率，傾向于將這種高性能氫凈化器在高溫加熱下進(jìn)行操作。在使用由非晶性鎳-鋯合金制成的可透氫膜的現(xiàn)有技術(shù)的高性能氫凈化器中，在高于300℃的高加熱溫度下操作期間，由于其非晶性而顯示高氫分離和滲透性能的可透氫膜容易進(jìn)行局部結(jié)晶。在已經(jīng)結(jié)晶的區(qū)域，顯著地降低了該膜的氫滲透和純化性能，結(jié)果，除氫外的雜質(zhì)氣體通過該膜并混合將不可避免地發(fā)生。因而，這種可透氫膜具有相當(dāng)短的使用壽命。
而且，與在迄今為止在高性能氫凈化器中達(dá)到的性能和尺寸相比，對于更高的性能和更小的尺寸存在強(qiáng)烈的需求。這種需要反過來對于賦予有更高氫分離和滲透性能的可透氫膜產(chǎn)生強(qiáng)烈的要求。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上面所述，本發(fā)明的發(fā)明人尤其對上面所述的現(xiàn)有技術(shù)由非晶性鎳-鋯和鋯-鎳合金制成的可透氫膜進(jìn)行了研究，所述的合金將可以使上面所述的高性能氫凈化器在高溫加熱下操作。
本發(fā)明提供一種可透氫膜，其由具有如下組成的非晶性鎳-鋯合金制成44至75原子％的鎳，和0.2至16原子％的鋁，其中余量為鋯和不可避免的雜質(zhì)；或其由具有如下組成的非晶性鋯-鎳合金制成44至75原子％的鋯，和0.2至16原子％的鋁，其中余量為鎳和不可避免的雜質(zhì)。如果所使用的合金是非晶性鋯-鎳合金，則鎳的含量優(yōu)選不超過43原子％。
作為合金元素包括的鋁顯著改善此可透氫膜的高溫?zé)o定形穩(wěn)定性。即使處于高于300℃的高溫狀態(tài)，也基本上抑制了結(jié)晶，可以使非晶性結(jié)構(gòu)得以長期保持。例如，這種膜在高性能氫凈化器中的使用可以使高溫加熱操作得以進(jìn)行，結(jié)果，可以進(jìn)一步提高生產(chǎn)率。
本發(fā)明還提供一種可透氫膜，其由具有如下組成的非晶性鎳-鋯合金制成44至75原子％的鎳，和0.2至12原子％的釩和/或鈮，其中余量為鋯和不可避免的雜質(zhì)；或其由具有如下組成的非晶性鋯-鎳合金制成44至75原子％的鋯，和0.2至12原子％的釩和/或鈮，其中余量為鎳和不可避免的雜質(zhì)。如果所使用的合金是非晶性鋯-鎳合金，則鎳的含量優(yōu)選不超過43原子％。
作為合金元素包括的釩和/或鈮顯著改善此可透氫膜的氫分離和滲透性能。因此，在高性能氫凈化器中采用此膜有助于凈化器的更高性能和小型化。
本發(fā)明再提供一種可透氫膜，其由具有如下組成的非晶性鎳-鋯合金制成44至75原子％的鎳，0.2至12原子％的鈮，和0.1至10原子％的磷，前提條件是，鈮和磷的總量不超過18原子％，其中余量為鋯和不可避免的雜質(zhì)；或其由具有如下組成的非晶性鋯-鎳合金制成44至75原子％的鋯，0.2至12原子％的鈮，和0.1至10原子％的磷，前提條件是，鈮和磷的總量不超過18原子％，其中余量為鎳和不可避免的雜質(zhì)。如果所使用的合金是非晶性鋯-鎳合金，則鎳的含量優(yōu)選不超過43原子％。
作為合金元素包括的鈮極大地改善此可透氫膜的氫分離和滲透性能，因此，例如有助于高性能氫凈化器的更高性能和小型化。作為合金元素包括的磷顯著地改善高溫?zé)o定形穩(wěn)定性。即使處于高于300℃的高溫狀態(tài)，結(jié)晶也受到極大的抑制，可以使非晶性結(jié)構(gòu)得以長期保持。例如，使用這種膜可以使在高性能氫凈化器中的高溫加熱操作得以進(jìn)行，結(jié)果，可以進(jìn)一步提高生產(chǎn)率。
下面，描述在本發(fā)明的氫分離滲透膜中的非晶性鎳-鋯合金和非晶性鋯-鎳合金的組成。
(A)非晶性鎳-鋯合金(a-1)鎳在非晶性鎳-鋯合金內(nèi)的鎳組分，當(dāng)與鋯組分一起存在時，通過淬火固化形成非晶性結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)顯示氫分離和滲透性能，并且還用來提高膜的強(qiáng)度。鎳含量低于44％時，不能保證所需要的高膜強(qiáng)度。另一方面，含量超過75％時，鋯在合金中的相對比例變小，其傾向于導(dǎo)致降低氫分離和滲透性能。因而，將鎳含量設(shè)置在44至75％。優(yōu)選鎳含量為50至69％。
(b-1)鋁如上所述，鋁組分具有改善高溫?zé)o定形穩(wěn)定性的作用，并且在高于300℃的高溫下也穩(wěn)定地保持非晶性結(jié)構(gòu)。但是，鋁含量低于0.2％時，沒有達(dá)到足夠的無定形穩(wěn)定性提高作用。另一方面，含量高于16％時，該膜的氫分離和滲透性能傾向于降低。因此，將鋁的含量設(shè)置在0.2至16％，且優(yōu)選為1至13％。
(c-1)釩和鈮這些組分與鎳和鋯組分一起形成非晶性結(jié)構(gòu)。如上所述，釩和鈮用來進(jìn)一步改善氫分離和滲透性能。但是，釩和鈮的含量低于0.2％時，不能達(dá)到該性能的足夠改善。另一方面，釩和鈮的含量高于12％時，難以穩(wěn)定地形成非晶性結(jié)構(gòu)。因此，將釩和鈮的含量設(shè)置在0.2至12％，且優(yōu)選為0.5至10％。
(d-1)磷如上所述，磷組分改善高溫?zé)o定形穩(wěn)定性，并且即使在高于300℃的高溫下用來穩(wěn)定地確保非晶性結(jié)構(gòu)。磷含量低于0.1％時，沒有達(dá)到無定形穩(wěn)定性的足夠改善，而含量高于10％時，該膜的氫分離和滲透性能具有降低的傾向。因而，將磷含量設(shè)置在0.1至10％，且優(yōu)選為0.2至8％。
鈮和磷的總含量高于18％時，鎳和鋯的相對含量變小，使得難以穩(wěn)定地形成非晶性結(jié)構(gòu)。為此，將鈮和磷的總含量設(shè)置在不超過18％。
(B)非晶性鋯-鎳合金(a-2)鋯在非晶性鋯-鎳合金內(nèi)的鋯組分，當(dāng)與鎳組分一起存在時，通過淬火固化形成非晶性結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)顯示氫分離和滲透性能，并且進(jìn)一步改善該膜的氫分離和滲透性能。鋯含量低于44％時，不能保證該膜所需要的氫分離和滲透性能。另一方面，含量超過75％時，鎳在合金中的相對比例變小，其導(dǎo)致膜強(qiáng)度的急劇降低。因而，將鋯含量設(shè)置在44至75％。優(yōu)選鋯含量為50至70％。
如果在非晶性鋯-鎳合金中的鎳含量超過43％，膜強(qiáng)度提高，但鋯的相對比例變小，其傾向于降低該膜的氫分離和滲透性能，因此使得難以保證高的氫分離和滲透性能。因此，將鎳含量的上限設(shè)置在43％。
(b-2)鋁如上所述，鋁組分具有改善高溫?zé)o定形穩(wěn)定性的作用，并且在高于300℃的高溫下也穩(wěn)定地保持非晶性結(jié)構(gòu)。但是，鋁含量低于0.2％時，沒有達(dá)到足夠的無定形穩(wěn)定性提高效果。另一方面，含量高于16％時，該膜的氫分離和滲透性能傾向于降低。因此，將鋁的含量設(shè)置在0.2至16％，且優(yōu)選為1至13％。
(c-2)釩和鈮這些組分與鎳和鋯組分一起形成非晶性結(jié)構(gòu)。如上所述，釩和鈮用來進(jìn)一步改善氫分離和滲透性能。但是，釩和鈮的含量低于0.2％時，不能達(dá)到該性能的足夠改善。另一方面，釩和鈮的含量高于20％時，難以穩(wěn)定地形成非晶性結(jié)構(gòu)。因此，將釩和鈮的含量設(shè)置在0.2至20％，且優(yōu)選為0.5至15％。
(d-2)磷如上所述，磷組分改善高溫?zé)o定形穩(wěn)定性，并且即使在高于300℃的高溫下也用來穩(wěn)定地確保非晶性結(jié)構(gòu)。磷含量低于0.1％時，沒有達(dá)到無定形穩(wěn)定性的足夠改善，而含量高于15％時，該膜的氫分離和滲透性能具有降低的傾向。因而，將磷含量設(shè)置在0.1至15％，且優(yōu)選為0.2至10％。
鈮和磷的總含量高于18％時，鎳和鋯的相對含量變小，使得難以穩(wěn)定地形成非晶性結(jié)構(gòu)。為此，將鈮和磷的總含量設(shè)置在不超過18％。


圖1是高性能氫凈化器的示意圖。
具體實(shí)施例方式
在下面的實(shí)施例中，更全面地舉例說明本發(fā)明的可透氫膜。
本發(fā)明的可透氫膜1至29和現(xiàn)有技術(shù)的可透氫膜1至12將99.5％純度的海綿鋯、99.9％純度的鎳和99.9％純度的鋁用作原料。以特定的比例混合這些原料，并且在高純度的氬氣氣氛中氬弧熔化，形成300g的錠料。在氬氣氣氛中，將錠料在熔化爐中重新熔化，并且將熔體在0.05MPa的壓力下噴射到在33m/s(鎳-鋯合金)或20m/s(鋯-鎳合金)速度下旋轉(zhuǎn)的水冷銅輥上，由此形成具有表1(鎳-鋯合金)或表2(鋯-鎳合金)中所示組成的鎳-鋯(或鋯-鎳)合金箔片，其寬度為30mm且厚度為30μm(鎳-鋯合金)或?qū)挾葹?0mm且厚度為50μm(鋯-鎳合金)。將這些箔片的每一種切割成為30×100mm的平面尺寸，由此制備出本發(fā)明的可透氫膜1至13(鎳-鋯合金；表1)和14至29(鋯-鎳合金；表2)，并且也制備出現(xiàn)有技術(shù)的可透氫膜1至6(鎳-鋯合金；表1)和7至12(鋯-鎳合金；表2)，現(xiàn)有技術(shù)的可透氫膜不含有作為合金元素的鋁。
通過x射線衍射分析檢查這些可透氫膜的微觀結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)在每種情況下都是非晶性的。
然后，通過氣相沉積在上面所述的每種可透氫膜的兩側(cè)上形成厚度為10nm的鈀薄膜。然后，將該膜放置在兩個鎳增強(qiáng)的框架之間，每個框架的橫向外尺寸為35mm，縱向外尺寸為105mm，框架的寬度為5mm且框架的厚度為0.2mm，并且將該膜超聲波焊接至增強(qiáng)框架，由此固定。然后，將該膜以此增強(qiáng)狀態(tài)安裝在圖1所示構(gòu)造的高性能氫凈化器的反應(yīng)室內(nèi)，并且將反應(yīng)室的內(nèi)部加熱至300℃或350℃。
在本發(fā)明的可透氫膜1至13和現(xiàn)有技術(shù)的可透氫膜1至6的情況下，將通過蒸汽轉(zhuǎn)化LND得到的并且含有66.5體積％的H2、17體積％的CO2和0.5體積％的CO的含氫原料氣通過進(jìn)口進(jìn)料至左反應(yīng)室中，同時保持此室的內(nèi)部壓力在0.3MPa。
在本發(fā)明的可透氫膜14至29和現(xiàn)有技術(shù)的可透氫膜7至12的情況下，將通過蒸汽轉(zhuǎn)化甲醇得到的并且含有70體積％的H2、22體積％的CO2和0.5體積％的CO的含氫原料氣通過進(jìn)口進(jìn)料至左反應(yīng)室中，同時保持此室的內(nèi)部壓力在0.3MPa。
同時，進(jìn)行氫純化處理，其中將分離和純化后的高純度氫氣從出口缺抽出，同時保持右室中的內(nèi)部壓力在0.1MPa，并且在300℃和350℃的反應(yīng)室加熱溫度下開始處理后30分鐘，用氣體流量計測量分離和純化的高純度氫氣的流量。在開始?xì)浼兓幚砗蟮拿?00小時，用氣相色譜分析分離和純化的高純度氫氣，并且測量直到在分離和純化的高純度氫氣中的CO2氣體含量上升至100ppm的處理時間。該處理時間被認(rèn)作是該膜的使用壽命。這些測量結(jié)果也示于表1和2中。
表1

表2

本發(fā)明的可透氫膜30至79和現(xiàn)有技術(shù)的可透氫膜13至24將99.5％純度的海綿鋯、99.9％純度的鎳粒、Ni-51％V母合金和Ni-60％Nb母合金用作原料。以特定的比例混合這些原料，并且在高純度的氬氣氣氛中氬弧熔化，形成300g的錠料。在氬氣氣氛中，將錠料在熔化爐中重新熔化，并且在熔體在0.03MPa的壓力下噴射到在25m/s(鎳-鋯合金)或18m/s(鋯-鎳合金)下旋轉(zhuǎn)的水冷銅輥上，由此形成具有表3中所示組成且寬度為20mm且厚度為30μm的鎳-鋯合金箔片，和具有表4中所示組成且寬度為20mm且厚度為40μm的鋯-鎳合金箔片。將這些箔片的每一種切割成為20×80mm的尺寸，由此制備出本發(fā)明的可透氫膜30至79，并且也制備出比較的可透氫膜13至24，其不含有作為合金元素的釩和鈮，并且對應(yīng)于上面所述的現(xiàn)有技術(shù)可透氫膜。
通過x射線衍射分析檢查這些可透氫膜的微觀結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)在每種情況下都是非晶性的。
然后，通過氣相沉積在上面所述的每種可透氫膜的兩側(cè)上形成厚度為10nm的鈀薄膜。然后，將該膜放置在兩個鎳增強(qiáng)框架之間，每個框架的橫向外尺寸為25mm，縱向外尺寸為85mm，框架的寬度為5mm且框架的厚度為0.2mm，并且將該膜超聲波焊接至增強(qiáng)框架，由此固定。然后，將該膜以此增強(qiáng)狀態(tài)安裝在圖1所示構(gòu)造的高性能氫凈化器的反應(yīng)室內(nèi)。
在鎳-鋯合金的情況下，將反應(yīng)室的內(nèi)部加熱至300℃，將通過蒸汽轉(zhuǎn)化甲醇得到的并且含有70體積％的H2和22體積％的CO2、余量為高溫蒸汽和其它組分的含氫原料氣通過進(jìn)口進(jìn)料至左反應(yīng)室中，同時保持此室的內(nèi)部壓力在0.5MPa。
在鋯-鎳合金的情況下，將反應(yīng)室的內(nèi)部加熱至300℃，將通過蒸汽轉(zhuǎn)化城市煤氣得到的并且含有66.5體積％的H2和20體積％的CO2、余量為高溫蒸汽和其它組分的含氫原料氣通過進(jìn)口進(jìn)料至左反應(yīng)室中，同時保持此室的內(nèi)部壓力在0.5MPa。
同時，進(jìn)行氫純化處理，其中將分離和純化后的高純度氫氣從出口抽出，同時保持右室中的內(nèi)部壓力在0.1MPa，并且在開始處理后30分鐘，用氣體流量計測量分離和純化的高純度氫氣的流量。測量結(jié)果示于表3和4中。基于這些結(jié)果，評定膜的氫分離和滲透性能。
使用氣相色譜測量在上面所述的分離和純化的高純度氫氣中的雜質(zhì)CO2氣體含量。在每種情況下，未檢測到CO2。
表3


表4


本發(fā)明的可透氫膜80至107和現(xiàn)有技術(shù)的可透氫膜25至36
將99.5％純度的海綿鋯、99.9％純度的鎳粒、Ni-60％Nb母合金和Ni-25％P母合金用作原料。以特定的比例混合這些原料，并且在高純度的氬氣氣氛中氬弧熔化，形成300g的錠料。在氬氣氣氛中，將錠料在熔化爐中重新熔化，并且在熔體在0.03MPa的壓力下噴射到在25m/s(鎳-鋯合金)或18m/s(鋯-鎳合金)下旋轉(zhuǎn)的水冷銅輥上，由此形成具有表5中所示組成且寬度為20mm且厚度為30μm的鎳-鋯合金箔片，和具有表6中所示組成且寬度為20mm且厚度為40μm的鋯-鎳合金箔片。將這些箔片的每一種切割成為20×80mm的尺寸，由此制備出本發(fā)明的可透氫膜80至107，并且也制備出現(xiàn)有技術(shù)的可透氫膜25至36，其不含有作為合金元素的鈮和磷，并且對應(yīng)于上面所述的現(xiàn)有技術(shù)可透氫膜。
通過x射線衍射分析檢查這些可透氫膜的微觀結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)在每種情況下都是非晶性的。
然后，通過氣相沉積在上面所述的每種可透氫膜的兩側(cè)上形成厚度為10nm厚的鈀薄膜。然后，將該膜放置在兩個鎳增強(qiáng)框架之間，每個框架的橫向外尺寸為25mm，縱向外尺寸為85mm，框架的寬度為5mm且框架的厚度為0.2mm，并且將該膜超聲波焊接至增強(qiáng)框架，由此固定。然后，將該膜以此增強(qiáng)狀態(tài)安裝在圖1所示構(gòu)造的高性能氫凈化器的反應(yīng)室內(nèi)，并且在每種情況下，都將反應(yīng)室的內(nèi)部加熱至300℃或350℃。將通過蒸汽轉(zhuǎn)化甲醇得到的并且含有70體積％的H2和22體積％的CO2、余量為高溫蒸汽和其它組分的含氫原料氣通過進(jìn)口進(jìn)料至左反應(yīng)室中，同時保持此室的內(nèi)部壓力在0.4MPa。同時，進(jìn)行氫純化處理，其中將分離和純化后的高純度氫氣從出口抽出，同時保持右室中的內(nèi)部壓力在0.1MPa，并且在開始處理后1小時，用氣體流量計測量分離和純化的高純度氫氣的流量。基于這些結(jié)果，評定膜的氫分離和滲透性能。此外，在開始?xì)浼兓蟮拿?00小時，用氣相色譜分析在分離和純化的高純度氫氣中的雜質(zhì)CO2氣體含量，并且測量直到在分離和純化的高純度氫氣中的CO2氣體含量上升至100ppm的處理時間。該處理時間被認(rèn)作是該膜的使用壽命。這些測量結(jié)果示于表5和6中。
表5

表6

工業(yè)適用性如從上面的表看出的是，本發(fā)明的可透氫膜1至29和不含有作為合金元素的鋁的現(xiàn)有技術(shù)可透氫膜1至12的比較表明即使當(dāng)鋁作為合金元素存在時，在300℃的通常加熱和操作溫度下、甚至在350℃的高溫加熱和操作溫度下，分離和純化的高純度氫氣的制備和流量(即，氫分離和滲透作用)基本上沒有變化。但是，由于本發(fā)明含有作為合金元素的鋁的可透氫膜1至29都具有優(yōu)異的高溫?zé)o定形穩(wěn)定性，它們明顯地比現(xiàn)有技術(shù)的氫分離滲透膜1至12具有長得多的使用壽命，尤其是在高溫加熱操作條件下。
如上所述，本發(fā)明的可透氫膜具有優(yōu)異的高溫?zé)o定形穩(wěn)定性，其結(jié)晶即使在高于300℃的高溫下也顯著地受到抑制，所以非晶性微觀結(jié)構(gòu)得以保持。因此，這可以使諸如高性能的氫凈化器之類的裝置進(jìn)行高溫加熱操作，有助于進(jìn)一步改善生產(chǎn)率。
如從上面的表明顯看出的是，本發(fā)明含有作為合金元素的釩和/或鈮的可透氫膜30至79和不含有作為合金元素的釩和/或鈮的現(xiàn)有技術(shù)可透氫膜13至24的比較清楚地表明由于作為合金元素存在的釩和/或鈮的作用，本發(fā)明的膜比現(xiàn)有技術(shù)的膜具有好得多的氫分離和滲透性能。
如上所述，由于本發(fā)明的這些可透氫膜具有好得多的氫分離和滲透性能，它們可以有助于高性能氫分離器的更高性能和小型化。
如從上面的表還可明顯看出的是，由于作為合金元素包括的鈮的作用，本發(fā)明的可透氫膜80至107在300℃的通常加熱和操作溫度以及在350℃的高溫加熱和操作溫度下具有改善的氫分離和滲透性能。即，相對于現(xiàn)有技術(shù)不含有鈮的可透氫膜25至36，分離和純化的高純度氫氣的生產(chǎn)/流量增加。此外，由于磷在本發(fā)明的膜80至107中的作用，本發(fā)明的這些膜也具有優(yōu)異的高溫?zé)o定形穩(wěn)定性，因此明顯地顯示比現(xiàn)有技術(shù)的可透氫膜25至36長得多的使用壽命，特別是在高溫加熱操作中。
如上所述，在本發(fā)明的這些可透氫膜中，結(jié)晶在高于300℃的高溫下顯著地受到抑制。因此，該膜具有優(yōu)異的氫分離和滲透性能，同時具有優(yōu)異的高溫?zé)o定形穩(wěn)定性，其保持了非晶性微觀結(jié)構(gòu)。這可以在高性能氫凈化器中達(dá)到更高的性能和小型化，此外，它可以進(jìn)行高溫加熱操作，有助于進(jìn)一步改善生產(chǎn)率。
權(quán)利要求
1.一種可透氫膜，其包含由如下元素組成的非晶性鎳-鋯合金44至75原子％的鎳，和0.2至16原子％的鋁，余量為鋯和不可避免的雜質(zhì)；或其包含由如下元素組成的非晶性鋯-鎳合金44至75原子％的鋯，和0.2至16原子％的鋁，余量為鎳和不可避免的雜質(zhì)。
2.權(quán)利要求1所述的可透氫膜，其中如果余量是鎳，則鎳的含量不超過43原子％。
3.一種可透氫膜，其包含由如下元素組成的非晶性鎳-鋯合金44至75原子％的鎳，和0.2至12原子％的釩和/或鈮，余量為鋯和不可避免的雜質(zhì)；或其包含由如下元素組成的非晶性鋯-鎳合金44至75原子％的鋯，和0.2至12原子％的釩和/或鈮，余量為鎳和不可避免的雜質(zhì)。
4.權(quán)利要求3所述的可透氫膜，其中如果余量是鎳，則鎳的含量不超過43原子％。
5.一種可透氫膜，其包含由如下元素組成的非晶性鎳-鋯合金44至75原子％的鎳，0.2至12原子％的鈮，和0.1至10原子％的磷，前提條件是，鈮和磷的總量不超過18原子％，余量為鋯和不可避免的雜質(zhì)；或其包含由如下元素組成的非晶性鋯-鎳合金44至75原子％的鋯，0.2至12原子％的鈮，和0.1至10原子％的磷，前提條件是，鈮和磷的總量不超過18原子％，余量為鎳和不可避免的雜質(zhì)。
6.權(quán)利要求5所述的可透氫膜，其中如果余量是鎳，則鎳的含量不超過43原子％。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可透氫膜，其具有優(yōu)異的高溫?zé)o定形穩(wěn)定性和在高溫加熱操作下的長使用壽命，并且其可以被小型化用于高性能的氫凈化器中。該可透氫膜由非晶性鎳－鋯合金或鋯鎳合金制成，所述的合金組成為44至75原子％的鎳或鋯；和0.2至16原子％的鋁，0.2至12原子％的釩和/或鈮，或0.2－12原子％的鈮和0.1－10原子％的磷(前提條件是，鈮和磷的總量不超過18原子％)；余量是鋯或鎳和不可避免的雜質(zhì)。
文檔編號B01D71/02GK1713952SQ20038010357
公開日2005年12月28日 申請日期2003年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月20日
發(fā)明者喜多晃一, 原重樹, 伊藤直次 申請人:三菱麻鐵里亞爾株式會社, 獨(dú)立行政法人產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所