不锈钢表面原位氧化法制备氧化物涂层的微观结构及其阻氢性能研究

316L不锈钢广泛应用于太阳能真空集热管,管内载入高温导热油,工作温度在300~400℃之间,导热油在长期工作中会因发生热分解而变质,产生游离的氢等。氢在高温下借助渗透作用穿过不锈钢中央管进入环形真空空间,导致高温真空集热管热量损失增加,因此应在集热管内表面采用原位氧化技术制备阻氢渗透涂层。当热处理温度为750℃时通过H_2-H_2O提供低氧分压气氛,低氧分压压力为10~(-21)Pa。通过XRD,SEM和XPS确定涂层的相组成和组织结构。结果表明,涂层主要由内层的氧化铬涂层和外层的锰铬尖晶石相组成。当温度为650℃时压力分别为40、60、80和100 kPa时,阻氢性能分别提高70、61、46和42倍。不锈钢表面氧化物涂层的制备可有效抑制氘在不锈钢中的扩散。