Y掺杂的V基固溶体膜的结构和氢渗透性能

作者：陆永鑫; 王凤; 龙乾新; 杜勇; 张艳丽; 李家丞; 吴晨曦; 王仲民^*

来源：中国有色金属学报, 2023, 33(07): 2222-2233.

• V基固溶体
• Y掺杂
• 偏析相
• 互扩散
• 氢渗透系数

V基固溶体合金具有较高的氢溶解度和氢渗透速率，但氢分离应用存在氢脆和高温内扩散问题。本研究制备了V92-xFe8Yx、V92-xFe4Pd4Yx(x=0,0.2)合金，探讨Y掺杂(0.2%)对V基固溶体合金结构和氢渗透性能的影响。结果表明：Y掺杂的V基固溶体偏析出第二相，V91.8Fe8Y0.2合金偏析出富Y的Y-V化合物，V91.8Fe4Pd4Y0.2偏析出富Pd的Pd-Y-V化合物相。Y掺杂降低了合金的氢溶解度，提高了抗氢脆性能。V91.8Fe4Pd4Y0.2膜片氢渗透系数为5.93×10-8 mol·m-1·s-1·Pa-0.5(723 K)，大约是纯Pd膜氢渗透系数的4倍。高温氢渗透持久性测试后(723 K,10 h),V92Fe8和V92Fe4Pd4膜片氢通量均降到0,V91.8Fe4Pd4Y0.2膜片氢通量保持为8.28×10-6 mol·m-1·s-1。结构分析表明，微量Y掺杂(0.2%)在一定程度上能抑制渗氢过程中Pd膜与V基底互扩散现象，进而改善高温下膜片氢渗透稳定性。

• 单位
  桂林电子科技大学; 中南大学; 广西科学院