Процессы адгезии/декогезии на поверхности палладиевых мембран

Акимова О. В.; Овчаров А. В.; Горбунов С. В.

doi:10.31857/S0002337X23110015

Процессы адгезии/декогезии на поверхности палладиевых мембран

作者: ¹, ², ³
隶属关系:
1. Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
2. Научный исследовательский центр “Курчатовский институт”
3. Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук
期: 卷 59, 编号 11 (2023)
页面: 1326-1331
栏目: Articles
URL: https://journals.rcsi.science/0002-337X/article/view/252411
DOI: https://doi.org/10.31857/S0002337X23110015
EDN: https://elibrary.ru/TWABMT
ID: 252411

如何引用文章

全文:

开放存取

##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问

订阅存取

详细
作者简介
参考
补充文件
统计

详细

Методами растровой электронной микроскопии и энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии изучены процессы адгезии/декогезии для поверхности плотных металлических диффузионных мембран при прямом контакте с водородом. Элементный состав исследуемых образцов – Pd₉₃Y₇, Pd_{100 –} _хPb_х (х = 5, 20) и Pd₉₄Ru₆ (мас. %). Выявлена эмиссия свинца с поверхности мембран Pd_{100 –} _хPb_х и адгезия его к поверхности мембран Pd₉₃Y₇. Адгезия частиц иттрия к поверхности мембран палладий–свинец не установлена. Поверхность образцов состава Pd₉₄Ru₆ показала устойчивость к процессам адгезии/декогезии.

关键词

сплавы на основе палладия, водород, растровая электронная микроскопия, энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия

作者简介

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

编辑信件的主要联系方式.
Email: akimova@physics.msu.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1, стр. 2

Научный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: akimova@physics.msu.ru
Россия, 123182, Москва, пл. Академика Курчатова, 1

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова
Российской академии наук

Email: akimova@physics.msu.ru
Россия, 119334, Москва, Ленинский пр., 49

参考

Burkhanov G.S., Gorina N.B., Kolchugina N.B., Roshan N.R. Palladium – Based Alloy Membranes for Separtion of High Purity Hydrogen from Hydrogen – Containing Gas Mixtures // Platinum Met. Rev. 2011. V. 55. № 1. P. 3–12.
Knapton A.G. Palladium Alloys for Hydrogen Diffusion Membranes // Platinum Met. Rev. 1977. V. 21. P. 44–50.
Al-Mufachi N.A., Rees N.V., Steinberger-Wilkens R. Hydrogen Selective Membranes: A Review of Palladium-Based Dense Metal Membranes // Renewable Sustainable Energy Rev. 2015. V. 47. P. 540–551.
Brian D. Adams, Chen A. The Role of Palladium in Hydrogen Economy // Mater. Today. 2011. V. 14. P. 282–290. https://doi.org/10.1016/S1369-7021(11)70143-2
Sharma B., Kim J.-S. Pd/Ag Alloy as an Application for Hydrogen Sensing // Int. J. Hydrogen Energy. 2017. V. 42. P. 2544–25452. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2017.08.142
Gallucci F., Medrano J.A., Fernandez E., Melendez J., Annal M. van Sint, Pacheco-Tanaka D.A. Advances on High Temperature Pd-Based Membranes and Membrane Reactors for Hydrogen Purification and Production // J. Membr. Sci. Res. 2017. V. 3. P. 142–156. https://doi.org/10.22079/jmsr.2017.23644
Бурханов Г.С., Кореновский Н.Л., Клюева Н.Е., Гусев А.В., Корнев Р.А. Извлечение водорода из сбросовой смеси кремниевого производства с использованием металлических мембран из сплавов на основе палладия // Перспективные материалы. 2007. № 3. С. 62–68.
Conde J.J., Maroño M., Sánchez-Hervás J.M. Pd-Based Membranes for Hydrogen Separation: Review of Alloying Elements and Their Influence on Membrane Properties // Sep. Purif. Rev. 2017. V 46. P. 152–177. https://doi.org/10.1080/15422119.2016.1212379
Горбунов С.В., Канныкин С.В., Пенкина Т.Н., Рошан Н.Р., Чистов E.M., Бурханов Г.С. Сплавы палладия со свинцом для очистки и выделения водорода из водородсодержащих газовых смесей // Металлы. 2017. № 1. С. 63–69.
Miyamoto M., Tokiwa M., Oumi Y., Uemiya Sh. Effect of Adhesion of Metals on Deterioration of Pd and Pd Alloy Membranes // J. Alloys Compd. 2013. V. 577. P. 445–450. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2013.06.034
Rakesh K. Joshi, Subramanian Krishnan, Mashamichi Yoshimura, Ashok Kumar. Pd Nanoparticles and Thin Films for Room Temperature Hydrogen Sensor // Nanoscale Res. Lett. 2009. V. 4. P. 1191–1196. https://doi.org/10.1007/s11671-009-9379-6
Vanotti M., Blondeau-Patissier V., Moutarlier V., Ballandras S. Analysis of palladium and yttrium–palladium alloy layers used for hydrogen detection with SAW device // Sens. Actuators, B. 2015. V. 217. P. 30–35. https://doi.org/10.1016/j.snb.2015.02.049
Буснюк А.О., Ноткин М.Е., Григориади И.П., Алимов В.Н., Лившиц А.И. Термическая деградация палладиевого покрытия водородопроницаемых мембран из ниобия // ЖЭТФ. 2010. Т. 80. № 1. С. 11–19.
Gabitto J.F., Tsouris C. Sulfur Poisoning of Metal Membranes for Hydrogen Separation // Int. Rev. Chem. Eng. 2009. V. 1. № 5. P. 394–411.
Akimova O.V., Tereshina I.S., Kaminskaya T.P. Effect of Doping Atoms in the Surface Morphology of Dense Palladium-Based Diffusion Membrane-Filters // J. Phys. Conf. Ser. 2021. V. 2103. P. 0112228. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2103/1/012228
Akimova O.V., Svetogorov R.D., Gorbunov S.V. Effect of Pb Small Additives on the Phase Composition and Microstructure Pd-Based Membrane Alloys // Key Eng. Mater. 2022. V. 910. P. 767–772. https://doi.org/10.4028/p-j60795
Акимова О.В., Велигжанин А.А., Светогоров Р.Д. Кинетика структурной эволюции диффузионных фильтров системы Pd-Y после гидрирования // Поверхность. Рентген., синхр. и нейтр. исследования. 2020. № 9. С. 3–11.
Akimova O.V., Svetogorov R.D., Ovcharov A.V., Roshan N.R. The Structure Stability of Metal Diffusion Membrane-Filters in the Processes of Hydrogen Absorption/Desorption // Membranes. 2022. V. 12. P. 1132. https://doi.org/10.3390/membranes12111132
Акимова О.В., Рошан Н.Р., Горбунов С.В. Исследование абсорбции водорода мембранными фильтрами системы Pd–Pb // Матер. междунар. науч.-практ. конф. “Материаловедение, формообразующие технологии и оборудование 2022”. Симферополь: Изд. дом КФУ. С. 8–16.
Kanaya K., Okayama S. Penetration and Energy Loss Theory of Electrons in Solid Targets // J. Phys. D: Ap-pl. Phys. 1972. V. 5. P. 43–58. https://doi.org/10.1088/0022-3727/5/1/308
Fort D., Harris I.R. The Physical Properties of Some Palladium Alloy Hydrogen Diffusion Membrane Materials // J. Less-Common Met. 1975. V. 41. P. 313–327.
Акимова О.В., Велигжанин А.А. Влияние отжига на структурное состояние металлических диффузионных фильтров-мембран на основе палладия // ФММ. 2019. Т. 120. С. 1050–1057.https://doi.org/10.1134/S00153230 19080023
Malyshev O.B., Valizadeh R., Hannah A.N. Pumping and Electron-Stimulated Desorption Properties of a Dual-Layer Nonevaporable Getter // J. Vac. Sci. Technol., A. 2016. V. 34. P. 061602. https://doi.org/10.1116/1.4964612
Акимова О.В., Каминская Т.П., Попов В.В., Горбунов С.В. Морфология поверхности плотных мембранных фильтров на основе палладия с различными легирующими элементами // Матер. 6-й Междунар. науч.-техн. конф. “Живучесть и конструкционное материаловедение”. М.: ИМАШ РАН, 2022. С. 7–10.
Лякишев Н.П. Диаграммы состояния двойных металлических систем. М.: Машиностроение. Т. 3. Кн. 1. 873 с.
Iida T., Yamazaki Y., Kobayashi T., Iijima Y., Fukai Y. Enhanced Diffusion of Nb in Nb–H Alloys by Hydrogen-Induced Vacancies // Acta Mater. 2005. V. 53. P. 3083–3089. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2005.02.049
Smigelskas A.D., Kirkendall E.O. Zink Diffusion in Alfa Brass // Trans. AIME. 1947. V. 171. P. 130–142.
Seitz F. On the Porosity Observed in the Kirkendall Effect // Acta Metall. 1953. V. 1. P. 355–369.
Balluffi R.W., Seigle L.L. Effect of Grain Boundaries upon Pore Formation and Dimensional Changes During Diffusion // Acta Metall. 1955. V. 3. P. 170–177.