Nb-Ti-Co氢分离合金优化设计和渗氢性能:Ⅱ.渗氢性能和机理

摘要

系统研究Nb-Ti-Co三元合金系富Nb角相区渗氢成分区域内27种合金(膜)在523～673 K下的渗氢性能,并与Nb-Ti-Ni合金和纯Pd进行比较;而后分析区域内代表性合金(18#,17#,25#,24#和33#)的持久性能、氢溶解和氢扩散特性,并结合"电阻模型"详细探讨Nb-Ti-Co合金(膜)的渗氢和抗氢脆机理.结果表明:在原有渗氢成分区域内排除六种氢脆合金后,重构渗氢区域,即区域III',该区域内18#合金(Nb65Ti20Co15)在673 K下具有最大的渗氢系数,为4.12×10?8 mol/(m·s·Pa1/2),其余合金按照渗氢系数高低(取前三)的排列顺序依次为17#、25#和24#,三者渗氢系数分别为3.99×10?8、3.72×10?8和3.58×10?8 mol/(m·s·Pa1/2);区域内33#、24#和18#合金的氢溶解和氢扩散系数依次增加,18#合金的氢溶解和氢扩散系数为15.6 mol/(m3·Pa0.5)和26.4×10?10 m2/s,分别是33#合金的1.16和1.35倍;区域III′内合金渗氢系数的增加(Ф18#>Ф24#>Ф33#)归结于同时增大的氢溶解和扩散系数,但后者起主要作用,18#合金的氢扩散激活能较低,氢原子容易跃迁,因此,该合金具有相对较高的氢扩散系数.