氢化锆原位氧化膜600℃下氢渗透速率及其稳定性研究

摘要：

氢化锆作为固态慢化剂材料,降低其在使用温度下的氢损失是一个备受关注的问题.在氢化锆表面制备阻氢膜是有效降低氢损失的方法之一,氢渗透速率测量是表征阻氢膜性能的关键.本研究采用原位氧化法在氢化锆表面制备阻氢膜,利用气相色谱在线检测了600℃,He+CO2工作气氛下氢渗透速率,分别采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电镜(TEM)等方法对试验前后的样品进行了组成、微观形貌、界面结构等分析.研究结果表明,随测试时间延长氢渗透速率逐渐降低,经7d氢渗透速率达到8.4× 10-0 kg·m-2·s-1,经63 d氢渗透速率达到2.0×10-10 kg ·m-2·s-1;对三组样品的测试结果进行拟合,得到氢渗透速率(Va)与测试时间(t)的关系为Va=5.92× 10-6 ×t-0.66,据此估算氢损失1％,3％时的氢化锆预测周期分别为0.26年和6.5年.XRD研究结果表明,测试前后膜层物相组成变化不大,主要由单斜相氧化锆(m-ZrO2)和少量四方相氧化锆(t-ZrO2)构成.SEM,TEM,EDS测试结果表明,原位氧化法制备的阻氢渗透膜与基体结合紧密;经长时间测试膜层存在脱落现象,但在CO2气氛下生成了新鲜的原位氧化膜层,说明该气氛下膜层具备自修复能力.

关键词：氢化锆、阻氢渗透膜、氢渗透速率

所属期刊栏目：44

分类号：TF84(有色金属冶炼)

资助基金：国家自然科学基金项目51674035

在线出版日期：2020-07-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：41-47