鋯鋁吸氣劑的吸氫動(dòng)力學(xué)特性研究.pdf

1、該論文開展了吸氣劑材料吸氫動(dòng)力學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)研究.以非蒸散型吸氣劑材料為研究對(duì)象,提出了一種吸氫動(dòng)力學(xué)的基本模型,即氫的吸入過程由表面吸附、表層滲透和體內(nèi)擴(kuò)散三步組成,通常情況下必須對(duì)它們的動(dòng)力學(xué)方程同時(shí)求解.氫通過化學(xué)解離吸附進(jìn)入體內(nèi)(亞表面層)的吸入過程中,表面勢(shì)壘對(duì)氫從表面滲透至體內(nèi)的障礙作用不可忽略.在低的體氫濃度條件下,采用晶格-氣體模型描述體擴(kuò)散過程,并討論了影響吸氣速率的因素.ZrAl(16﹪)和Zr膜吸氫實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論結(jié)果

2、一致.建立了配備有四極質(zhì)譜儀的超高真空實(shí)驗(yàn)裝置,探索了動(dòng)力學(xué)和靜力學(xué)吸氫實(shí)驗(yàn)方法.采用重離子彈性前向反沖方法探測(cè)氫在吸氣劑材料中的深度分布和含量.開展了ZrAl吸氣劑對(duì)氫氣和二氧化碳、氫氣和氮?dú)膺M(jìn)行混合式吸氣的實(shí)驗(yàn),兩種氣體的存在都引起吸氫性能的顯著下降.表面改性研究中,采用離子束濺射的方法,在原ZrAl吸氣劑表面沉積了一薄鎳層,沉積前用離子束預(yù)濺射清洗表面,研究了預(yù)濺射時(shí)間的最佳選擇,從而降低原表面鈍化.盧瑟福背散射和二次離子質(zhì)譜分析

3、表明鍍鎳樣品經(jīng)過真空熱處理激活以后,鎳在表面區(qū)域形成了合金,吸氫速率增大,抗氮?dú)夂投趸嫉任廴練怏w的能力提高.我們認(rèn)為性能的改善主要來自于表面合金層中鎳的貢獻(xiàn).此外還對(duì)樣品進(jìn)行了X射線衍射和質(zhì)子激發(fā)X熒光表面分析.運(yùn)用磁控直流濺射設(shè)備,通過在摻氦的混合氣體環(huán)境中等離子體放電濺射沉積薄膜方法,實(shí)現(xiàn)了ZrAl膜的無損傷、大劑量的氦引入,從動(dòng)力學(xué)和靜力學(xué)兩個(gè)角度研究了氦的存在對(duì)ZrAl材料吸氫性能的影響.不同溫度的激活后的吸氫實(shí)驗(yàn)表明:Zr