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316L不锈钢表面结构对负载Pd膜的氢渗透行为的影响
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作者 冯应睿 吴有智 +3 位作者 乔丽 张学希 张弘 王鹏 《表面技术》 北大核心 2025年第12期229-238,共10页
目的目前针对金属支撑材料表面氧化结构对负载氢渗透Pd膜的微观结构与氢渗透行为影响的系统性研究较为匮乏,旨在系统探讨不同表面结构的316L不锈钢(SS316L)对负载Pd膜的氢渗透行为的影响。方法采用氩(Ar)离子刻蚀、机械抛光和热氧化等... 目的目前针对金属支撑材料表面氧化结构对负载氢渗透Pd膜的微观结构与氢渗透行为影响的系统性研究较为匮乏,旨在系统探讨不同表面结构的316L不锈钢(SS316L)对负载Pd膜的氢渗透行为的影响。方法采用氩(Ar)离子刻蚀、机械抛光和热氧化等方法处理SS316L表面,并利用非平衡磁控溅射技术在处理后的基底上沉积厚度相近的Pd膜。通过气相驱动渗透平台评估氢渗透性能,并结合扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)等方法,分析基底表面状态对Pd膜微观结构和氢渗透行为的影响。结果在400~550℃及100 kPa条件下,Ar离子刻蚀和机械抛光有效去除了基底表面的氧化膜,使其氢渗透通量显著提高。而热氧化处理基底样品的氢渗透通量最低。长期稳定性测试表明,未处理和热氧化基底负载Pd膜易出现气泡和剥离,而经Ar离子刻蚀和机械抛光处理的基底表现出更高的稳定性。对原始基底渗氢后失效区域的分析表明,氧化膜的存在是导致Pd膜失效的主要原因。结论基底表面氧化膜的存在会对氢原子的扩散形成阻抗,同时促使界面缺陷密度增加,降低了样品的氢渗透性能并诱发了Pd膜失效。优化表面处理(如Ar离子刻蚀和机械抛光)可有效提升样品的渗氢性能及Pd膜的服役稳定性,为Pd膜支撑材料的优化设计提供了理论依据和数据支持。 展开更多
关键词 钯膜 316L不锈钢 Ar离子刻蚀 热氧化处理 氢渗透行为 表面结构
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