真空工作腔內(nèi)的殘余氫氣會對功率放大器造成嚴重危害。在器件內(nèi)部預(yù)置吸氫材料是解決這一問題的有效技術(shù)途徑。由于該類器件內(nèi)部通常有低熔點的焊料,從而要求吸氫材料在使用時應(yīng)避免高溫激活處理程序。本文以吸氫量較大的鈦箔作為基體材料,經(jīng)酸洗處理后,采用磁控濺射工藝在其表面沉積一層鈀膜,制備使用前免激活的Pd/Ti吸氫材料。采用SEM和XRD表征了 Pd膜的微觀形貌和晶體結(jié)構(gòu),通過XPS分析了 Pd膜表面和材料內(nèi)部的元素價態(tài),通過ToF-SIMS對材料內(nèi)部元素的深度分布進行了分析,利用定容法對材料的吸氫性能進行了測試。研究工作的主要內(nèi)容如下:（1）采用酸洗的預(yù)處理方式對Ti箔表面氧化層進行了去除。探究了酸洗時間對鈦箔表面粗糙度的影響。在酸洗成分為1wt%HF+5wt%HN03+94wt%H2O的酸洗液中進行酸洗處理2 min可有效去除鈦箔表面的氧化層,鈦箔表面的吸氫活性得以恢復(fù)。（2）通過調(diào)控磁控濺射工藝參數(shù),包括濺射氣壓、濺射時間、濺射功率、襯底溫度等,對Pd膜的微觀形貌進行了優(yōu)化。在背底真空為2.0×10-4 Pa、濺射氣壓為0.2 Pa、濺射功率為150 W、濺射時間為150 s的條件下,制備... 

【文章來源】：北京有色金屬研究總院北京市

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１吸氫材料的ＰＣＴ曲線的示意圖??

?１緒論???Ｉ?ｆ＼??／?／?Ｒｅｓｏｒｐｔｉｏｎ?＼?．??ｉ?＼?＼?＼??ｉ?ｉ?１??義?ｉ?？??ｉ?藝?？???ｉ?｜?Ｉ?ｉ??０?０．２５?０．５?０．７５?１．０??圖１．２吸放氫Ｐ－Ｃ－Ｔ平臺滯后曲線［ｌ８】??１．２．３吸氫材料的動力學(xué)特性??吸氫材料的吸放氫動力學(xué)特性也是衡量材料吸氫性能的重要指標。動力學(xué)特性主??要研究材料在吸放氫過程中的反應(yīng)速率問題，這主要由吸氫材料的自身特性及特定吸??氫溫度下的吸氫機理等因素決定的基于吸氫材料的吸氫反應(yīng)動力學(xué)，主要由以??下幾個過程來對吸氫過程的反應(yīng)速率進行控制［２１］：??（１）氫的吸附與解離。氫分子首先在吸氫材料表面被物理吸附，氫分子會解離形??成氫原子，被吸氫材料化學(xué)吸附。材料表面的催化活性決定了這一過程的反應(yīng)速率。??（２）氫的擴散。活性氫原子進一步在材料內(nèi)部擴散，該過程的反應(yīng)速率由較多因??素控制，包括材料表面鈍化層的厚度、金屬的晶粒尺寸、致密度以及氫在金屬和氫化??物層中的擴散系數(shù)等。??（３）?ａ－＞ｐ相變。吸氫過程進一步進行，氫的濃度繼續(xù)增加并高于金屬氫化物（３相??對應(yīng)的氫濃度時，ａ相逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橼嘞�。此過程中，Ｐ相形成過程的反應(yīng)速率由氫化??物Ｐ相的形核速度和生長速率決定。??此外，吸氫材料在實際應(yīng)用中的吸放氫過程十分復(fù)雜，過程中往往伴隨熱量的吸??收和釋放，因此測試溫度是材料的吸氫動力學(xué)性能的影響因素之一。??１．３．１吸氧材料無需激活的設(shè)計思路與研究進展??在科研與生產(chǎn)實踐中，部分需要長效無氫環(huán)境的電真空器件對溫度調(diào)節(jié)有嚴格要??求［１（）］。傳統(tǒng)吸氫材料由于在使用前需要高溫激

?１緒論???表１．１金屬鈦的吸氫平臺壓與溫度的關(guān)系［３７】??溫度（°ｃ）?吸氫平臺壓（Ｐａ）??２５?１〇－＇６??４２７?１３２??４７７?９０２??５７８?１９９６１??金屬鈦在吸氫過程中會發(fā)生相變，鈦－氫體系相圖如圖１．３所示。圖中ａ相固溶體??的晶體結(jié)構(gòu)是密排六方結(jié)構(gòu)，Ｐ相固溶體的晶體結(jié)構(gòu)是體心立方結(jié)構(gòu)。氫在ａ－Ｔｉ中的??室溫溶解度很低，約為０．１２％，隨著溫度的升高，氫在鈦中的溶解度逐漸變大，溫度??升高到共析轉(zhuǎn)變溫度時溶解度達到最大值。在約６００°Ｃ后氫的溶解度隨溫度的升高而??逐漸降低。氫在ａ相中的溶解度比氫在Ｐ相中的溶解度小［３８］。反應(yīng)生成的氫化物相??主要有Ｓ相（ＦＣＣ）氫化物和ｓ相（四方晶系）氫化物。在具有ＣａＦ２型ＦＣＣ結(jié)構(gòu)的Ｓ??相氫化物中，氫原子位于四面體間隙中，只有少數(shù)位于八面體間隙中。在一定的氫濃??度范圍內(nèi)，Ｓ相氫化物與ａ相和ｐ相固溶體共存。在室溫下，在氫濃度對應(yīng)為５７％到??６４％的Ｓ相單相區(qū)，相應(yīng)的氫／鈦原子比為１．５－１．９４。隨著溫度的升高，Ｓ單相范圍變??大。在較窄的低溫、高氫濃度范圍內(nèi)，ｓ相為四方晶系氫化物。當溫度達到臨界溫度??或氫濃度低于６４％左右時，會發(fā)生ｓ—Ｓ的快速可逆相變。??Ｗｅｉｇｈｔ?Ｐｅｒｃｅｎｔ?Ｈｙｄｒｏｇｅｎ??０?５?１０?２０３０１００??１８００－ｊ????＿＿＿＿＿＿????１?１????ｕ??１５００－?、、、：、、、??＼Ｌ?／??Ｐ?１２００－?、、、、?－、＇、、?／??３?９００?｛＾ｌ）?７９７?°Ｃ?＇＇?？？?丫??Ｉ??卜挪?／?ｍ〇ｃ??／６８?３９?、、?Ｌ

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本文編號：3526670