钛铝合金载体钯复合膜的透氢性能
氢能作为一种清洁高效的新能源受到关注.氢分离的主要方法有膜法、变压吸附法(PSA)和深冷法等.膜法因投资小、能耗低和容易操作等原因受到重视.用于氢分离的膜包括有机聚合物膜、无机多孔膜(分子筛膜、纳米多孔碳膜、超细孔陶瓷膜等)，以及无机致密金属膜.钯及其合金膜是目前报道的唯一实现商业化的无机氢分离膜.商业化的钯合金膜主要用滚轧法制备同，但是其厚度较难控制.过薄则无法维持足够的稳定性和机械强度。过厚则增加成本，且降低透氢率.可用于制备把复合膜的载体主要有:多孔陶瓷、分子筛、多孔不锈钢、多孔镍，以及具有透氢性能的其他致密金属.多孔陶瓷虽然稳定性优异、市场来源广泛、价格低廉，但是易碎、密封困难、连接性差，而且陶瓷基体与把及其合金的热膨胀系数相差很大;多孔不锈钢的耐氢脆、耐高温、耐腐蚀的性能较差，特别是长时间在高温下金属把膜与金属载体间相互扩散，载体原子进入把膜使膜的透氢率降低(俗称把中毒).
中南大学粉末冶金国家重点实验室武治锋等人用反应合成法制备了Al质量分数为35%的多孔TiAl合金,用约束烧结优化孔结构后多孔体的最大孔径约2--3 um,用化学镀方法制备了Pd/多孔TiAl合金基复合透氢膜, 研究了复合透氢膜的性能.结果表明, 制备出的复合透氢膜为纯净钯膜, 表面膜层致密, 厚度约为7 um.在600℃以下, Pd/多孔TiAl合金复合膜具有良好的界面热稳定性.在500℃退火后复合膜具有优异的抗热震性能. 退火后复合膜的氢分离性能为:在温度为500℃、压差为0.02--0.18 MPa条件下,复合膜的氢气平均渗透系数F为5.1×10-6mol×m-2×s-1×Pa-1,H2/N2选择性为323--400.