氧气毒化对钯膜表面状态的影响

不同温度下对Pd膜表面进行了氧气毒化,并将毒化后的Pd膜在常温下与氢气进行反应,采用XPS、SEM、XRD等对反应前后Pd膜表面状态进行了表征与分析,研究了O2的毒化作用与吸氢反应对Pd膜表面形貌与化学成分的影响。结果表明:当毒化温度低于240℃时,氧原子在Pd膜表面的吸附量随毒化温度升高而增加,但无明显PdO生成;当毒化温度高于240℃时,在Pd膜表面生成了PdO并伴有微孔出现,随着毒化温度升高,PdO含量、微孔数量、微孔体积逐渐增加。在390℃毒化1h后,Pd膜表面完全形成PdO;所有试样在室温下与氢气反应1h后吸附态氧原子与PdO完全消失。Pd膜表面化学成分被完全还原成反应前状态,而多孔形貌得到一定的保留,240℃及以上温度毒化后的Pd膜与氢气反应后产生明显塑性变形。     

CO2毒化对Pd膜表面状态与氢同位素渗透性能的影响

在不同温度的CO2气氛中对Pd膜进行了毒化,将毒化后的Pd膜与氢气反应并测试其氢同位素渗透性能。采用XPS、SEM等检测了CO2在不同温度下对Pd膜毒化后的表面成分与形貌,并对比分析了吸氢前、后的Pd膜表面状态的变化,得出了CO2对Pd膜表面状态的影响规律,探讨了CO2气体的毒化机理。结果表明,CO2分子在Pd表面会解离成为C=O,C-O与O原子,随着温度升高,C=O减少,而C-O与O原子含量增加。当CO2毒化温度达到500℃时,Pd表面会生成PdO并伴有微孔出现,而C-O随温度升高能够稳定吸附于Pd表面。毒化后的试样在常温下进行吸氢反应后表面PdO消失,吸附O含量减少,多孔形貌得到改变。CO2毒化后,由于C-O与O原子在Pd表面吸附并占据了Pd膜表面的氢解离位,从而导致Pd膜透氘能力下降。     

CO2对Pd8Y0.23Ru合金膜氢渗透性能的影响

在300~450℃范围内,研究氢中加入CO2对Pd8Y0.23Ru合金膜氢渗透性能的影响。结果表明,CO2的加入会大大降低膜的氢渗透率,CO2浓度越高,氢渗透率降低越多;CO2对Pd8Y0.23Ru合金膜存在一定的毒化作用,使氢渗透率下降,450℃下的毒化作用明显强于300℃,但随着时间的延长,渗透率降低速率趋缓。CO2降低氢渗透率还有另外2个因素:当CO2浓度较高(>3%,摩尔分数)时,聚集在膜表面附近的CO2对氢气传质的阻塞作用是氢渗透率降低的主要因素;当CO2浓度较低(<1%)时,CO2在膜表面吸附,占据氢的活性点位,是氢渗透率降低的主要因素。     

高温、短时Pd/Ti之间相互扩散行为的研究

为了研究高温下短时间Pd/Ti间的互扩散行为,在Ti表面利用磁控溅射技术沉积了Pd膜层,然后分别对Pd/Ti试样进行500℃/5 h,550℃/5 h,600℃/5 h和700℃/5 h高温处理,用XRD、SEM和EDS研究合金层的相组成、微观组织和元素分布。研究发现:当Pd/Ti试样经500℃/5 h处理后,Pd/Ti之间有极轻微的互扩散发生。当温度升高到550℃时,Pd/Ti间产生了连续的扩散层,随着温度升高,膜层之间的互扩散加剧。并且,当温度升高到700℃时,Pd/Ti之间形成了相图中除Ti3Pd5相和Ti3Pd相以外的其余各化合物相。还分析了Pd/Ti界面扩散反应动力学。结果表明,扩散层厚度的增加经历了一个由界面反应动力学控制到扩散控制的过渡。     

热氧化处理对纯钛耐腐蚀性能影响的研究

选取TA2纯钛为研究对象,在箱式电阻炉中进行不同温度与不同时间的热氧化处理,研究了不同工艺热氧化处理试样在36%~38%HCl(室温)和30%H2O2(36.5℃)中的耐腐蚀性。采用扫描电子显微镜(SEM)观察了热氧化处理试样表面形貌,XRD进行了物相分析,用电子天平称重。研究结果表明,TA2纯钛在600℃以上热氧化处理在其表面形成了比原始态更厚的金红石型TiO2氧化膜,且TiO2氧化膜随热氧化温度升高而加厚;热氧化后TA2试样在36%~38%HCl和30%H2O2中耐腐蚀性明显改善,改善TA2耐蚀性的最佳热氧化工艺条件为:热氧化温度700℃;热氧化时间330~500 min。     

表面Pd膜对LaNi_(4.25)Al_(0.75)合金贮氢性能的影响

为改善LaNi4.25Al0.75贮氢合金表面抵抗杂质气体毒化的能力,采用化学镀对粒径d为150~300μm的LaNi4.25Al0.75颗粒进行了表面金属Pd的包覆。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对化学镀前后LaNi4.25Al0.75合金颗粒的表面形貌及结构进行表征分析;采用容量法测试材料的贮氢性能。结果表明:化学镀在LaNi4.25Al0.75颗粒表面沉积了一层晶体Pd单质,膜层均匀且有一定的致密性。表面金属Pd层能够使LaNi4.25Al0.75颗粒在含杂质(O2和N2)氢气中的贮氢容量的衰减幅度由1.928%降至0.086%,有效提升了其抵抗O2和N2毒化的能力。     

(Ni,Pd)Al涂层的高温氧化

在M38镍基高温合金上电镀Pd—20mass％Ni合金，采用低压固体粉末包埋渗铝方法制备钯改性铝化物涂层。XRD分析表明，涂层主要由β—(Ni，Pd)Al相组成。利用TGA、SEM等方法，研究了涂层在800℃～l100℃的初期高温氧化行为。结果表明，800℃、900℃和l100℃下，氧化动力学遵循抛物线规律，1000℃则不是；在800℃和900℃中等温度下，(Ni，Pd)Al涂层表面氧化产物除θ—Al2O3和α—Al2O3外，还含有少量的γ—Al2O3；在1000℃下，涂层表面存在θ—Al2O3和α—Al2O3两种氧化物；在l100℃下，涂层表面氧化产物主要是α--Al2O3。另外，在各温度下涂层表面的氧化产物中都含有少量的TiO2，并且随着温度升高，含量增加.     

磁控反应溅射沉积CrN薄膜的抗氧化性研究

通过磁控反应溅射在H1模具钢表面沉积了CrN薄膜.用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)观察了试样的表面形貌,进行了物相分析,研究了CrN薄膜的抗氧化性能,讨论了膜层的抗氧化行为和机制.结果表明:在500℃以下,CrN膜层具有良好的抗氧化性,能大大提高基体的抗氧化性能.当温度超过600℃时,由于膜层产生剥落而失去使用性能.     

Pd-Ni-Al涂层的高温长期氧化行为

利用TGA，XRD，SEM／EDS等方法，研究了Pd改性铝化物涂层在900—1100℃的长期高温氧化行为．结果表明，在900-1100℃下，与简单铝化物涂层相比，β-(Ni，Pd)Al涂层具有较好的抗高温氧化性能．添加改性元素Pd加速了涂层表面的θ-Al2O3向α—Al2O3转变，有利于形成致密的保护膜；另外，Pd还促进了合金基体中Ti元素向涂层的表面以及氧化膜中扩散．     

Pd8.5Y0.19Ru合金膜的氕氘渗透特性

研究了厚度40μm的Pd8.5Y0.19Ru(原子分数)合金膜的氢渗透性能。结果表明,在573～723K温度范围内,氢在膜中的渗透符合Fick第一定律,氕、氘的渗透率表达式分别为ΦH=2.566×10-6exp(-3542.45/T)mol/m.s.Pa0.5和ΦD=1.398×10-6exp(-3443.72/T)mol/m.s.Pa0.5,与钯钇合金相比,合金元素钌的加入降低了氕氘的渗透率和渗透分离系数。另外,CH4对膜还具有较强的毒化作用。     

氨性溶液中砷黄铁矿阳极氧化过程的电化学

通过电化学研究 ,考察了氨溶液中砷黄铁矿的阳极氧化反应。实验表明氧化生成的表面膜对反应有抑制作用 ,该膜具有多孔性 ,可使反应继续进行。低温时 ,阳极氧化过程由电化学反应控制 ;高温时 ,反应受扩散过程控制。氨浓度对氧化过程的反应速率没有显著影响 ,溶液中Cu2 能降低氧化峰电位 ,改变氧化表面膜的形态 ,使膜的孔隙增大 ,反应速度加快。砷黄铁矿的阳极氧化总反应为FeAsS 11H2 O =Fe(OH) 3 SO2 -4 HAsO2 -4 18H 14e。     

镧助剂对Pd/Al_2O_3催化剂性能的影响

一氧化碳(CO)-亚硝酸甲酯(MN)气相氧化偶联合成草酸二甲酯(DMO)的反应是煤制乙二醇的关键转化步骤,现用的Pd/Al_2O_3催化剂中钯负载量高达1%。在催化剂制备过程中添加不同助剂,用催化燃烧热阻型检测系统考察其对合成反应的催化性能影响。表征分析表明,镧助剂可改善钯在载体上的分散;当La_2O_3/Al_2O_3=14 mg/g时,La_2O_3在载体表面以单层分散,制成的催化剂中钯分散性最好。性能评价结果显示,载钯量0.2%的催化剂具有较好的稳定性,在优化反应条件下,其性能甚至优于工业催化剂。     

Perovskite-type oxygen-permeable membrane BaCo_(0.7)Fe_(0.2)Nb_(0.1)O_(3-δ) for partial oxidation of methane in coke oven gas to hydrogen

Perovskite-type oxygen-permeable membrane reactors of BaCo0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ (BCFNO) packed with Ru-based catalyst had high oxygen permeability and could be used for hydrogen production by partial oxidation of methane in coke oven gas (COG).At 1173 K,94% of methane conversion,85% of H2 selectivity,107% of CO selectivity,and as high as 15.4 mL·cm-2·min-1 of oxygen permeation flux were obtained.The BCFNO membrane itself had poor catalytic activity to partial oxidation of CH4 in COG.During continuous operation for 70 h at 1173 K,no degradation of the membrane reaction performance was observed.XRD and SEM characterization also demonstrated that the BCFNO membrane reactor exhibited good stability in partial oxidation of methane in COG.     

混合微电子技术在氧化锆基氧传感器上的应用

用厚膜、薄膜和叠片工艺制作的氧传感器,降低了总阻抗,从而降低了工作温度和缩短了响应时间。通过测量电离或催化反应得到的氧,极限电流型气体传感器的测量范延伸到H2O、CO2、H2、CO和HCs。采用离子．电子混合导体膜作为扩散控制层改善了电流测量型传感器的性能。与掺杂Y2O3稳定的ZrO2相比,采用掺杂In2O3、Y2O3稳定的ZrO2可抑制老化时电导率的降低。用高能球磨技术可以制备3价阳离子稳定的氧化锆。     

双层Mo薄膜的制备工艺与性能

(锇有可能作为大规模集成电路铜互连扩散阻挡层新材料.)利用自制的抛光液对金属锇片进行抛光,研究在双氧水-磷酸体系抛光液中H2O2浓度和抛光液pH值对抛光速率的影响.结果表明,当抛光液中主要成分仅为氧化剂H2O2时,并不能在金属锇表面达到好的腐蚀效果.在磷酸体系抛光液中,H2O2能够通过促进阴极反应的进行从而增强抛光液对金属锇的化学作用;低浓度H2O2通过增强抛光液对金属锇的化学腐蚀能力,从而增加了抛光速率值:较高浓度H2O2的加入对抛光速率值影响较小.H3PO4能够在抛光液中起到抑制剂、pH调节剂和络合剂的作用.当抛光液pH值为4.0时,金属锇表面生成的钝化膜最致密.当pH值为4.0或5.0时,金属锇表面生成的钝化膜OCP值大于金属锇的OCP值,且此条件下的抛光速率值较高.     

氘在钨铜复合材料中的渗透和滞留行为研究

对钨铜复合材料中的氢同位素渗透和滞留行为进行了研究,通过采用气体驱动渗透和热脱附谱测试获得了氘在钨及钨铜复合材料中的渗透率、扩散系数、溶解度及相关活化能数据,并对氘在钨铜复合材料中的渗透和滞留性能进行了分析。结果表明:1)氘在钨铜复合材料中的渗透率比在纯钨中大2～3个数量级;2)在钨铜复合材料中的扩散系数比在纯钨中大5～6个数量级;3)随着复合材料中铜的含量增加,氘的渗透率与扩散系数均呈现增大趋势;4)钨铜复合材料之间的相界面具有氘快扩散通道作用。氘在钨铜复合材料中的溶解度比起纯钨小很多,溶解激活能也更大,说明铜对氘在钨中的固溶可能具有减弱的作用,这与氘在钨铜复合材料中快速扩散的结论一致。在气相热充实验中,因为快速降温使钨铜复合材料中捕获的氘来不及释放,所以钨铜复合材料中氘的表观滞留量比纯钨高约1个数量级。     

分离高纯氢用钯基合金膜简述

在Pd中添加Y、Cu、Ru或In,进一步制备钯合金膜后,其透氢率和强度等性能会生变化。介绍了钯基合金膜的透氢性能和物理性能,以及温度和气体成份对性能的影响;描述了PdAg、PdCu、PdY、PdRu和PdInRu的性能特点及应用领域。