一、复合膜对316L不锈钢氚渗透性能的影响（论文文献综述）
梅海峰[1]（2021）在《Fe-Ni-Al-O初始氧化物相图及316L不锈钢氧化铝涂层制备研究》文中研究指明近年来,氢能源、核能源等无污染,可再生的二次能源受到广泛重视。但由于氢气以及核聚变所需要的氘、氚等在储运的过程中对于容器具有很强的腐蚀作用,所以需要选用特定的容器材料并覆盖阻氢涂层来防止或降低氢气对于容器基材的渗透作用。阻氢涂层有许多种类,其中氧化铝以及Fe-Al金属间化合物都具有很好的阻氢效果,同时Fe-Ni基超强钢和316L不锈钢都是储氢容器的常用材料。本文结合热力学软件与实验对Fe-Ni-Al-O四元系统相平衡进行了计算和分析,为Fe-Ni-Al合金通过选择性氧化制备氧化铝阻氢涂层提供理论指导;另外,通过热浸镀铝、高温扩散和高温氧化的方法在316L不锈钢上制备Fe-Al化合物与氧化铝的复合阻氢涂层。主要研究内容如下:（1）利用热力学计算和相图测试的方法,研究了Fe-Ni-Al-O四元系750℃等温截面相关系。在这个等温截面中,主要存在Al2O3和Fe Al2O4两种氧化物。Al2O3与Ni-Al一侧的合金平衡,Fe Al2O4与富Fe角的合金平衡,在Fe-Ni-Al三元合金相图中确定了两种氧化物的分界线。同时确定了9个不同相区:（1）α+Corundum;（2）α+β+Corundum;（3）α+β+γ+Corundum;（4）β+γ+Corundum;（5）γ+Corundum;（6）α+Spinel;（7）α+β+Spinel;（8）α+β+γ+Spinel;（9）γ+Spinel。相对于热力学计算得到的氧化物分界线,实验测定的氧化物分界线向Ni-Al一侧偏移。Ni在氧化物Fe Al2O4中的溶解度随着平衡合金中Ni含量的增加而提高,而Fe在氧化物Al2O3的溶解度随Fe含量的减少而降低。温度的变化不仅使合金体系的相平衡发生变化,氧化相与基体合金的平衡也发生了变化。随着温度的上升,Corundum相和Spinel相的分界线向着Fe-Ni（低Al）一侧偏移,这为后续选择性氧化涂层的制备提供了重要依据。（2）利用金属和金属氧化物粉末提供氧压。研究温度,粉末种类以及氧化时间对Fe-Ni-Al合金表面氧化物种类与分布情况的影响。结果表明,Fe-Ni-Al合金在退火过程中,随着氧压的增加,氧化颗粒在相同时间内沿晶界生长速度加快,但是过高的氧压使得合金中Al元素发生内氧化现象。以Fe和Fe O粉末提供氧压,在750℃下退火后表面的氧化层比较致密、完整。Fe-Al-Ni合金在退火过程,控制退火气氛,调整退火时间会发现合金表面氧化层会随着时间的增加而不断生长并逐渐致密,但是过长的退火时间会导致氧化层出现局部剥落的现象。用Fe和Fe O粉末提供氧压,在750℃下退火大概30 min,表面氧化层比较致密、平整、无剥落。（3）采用熔剂法对316L不锈钢热浸镀铝并高温扩散,通过SEM观察扩散后的表面与截面组织形貌,借助EDS和XPS等表征手段分析物相。利用氧化增重法研究试样在高温下的氧化行为。结果表明:热浸镀铝及扩散后,表层主要由α-Fe相层、Fe Al相层以及Fe2Al5和Fe Al2混合相层组成。900oC扩散后,Fe2Al5相基本消失,生成Fe Al韧性相和多孔的Fe Al2相。试样在800oC和1000oC高温氧化后,扩散层中的Fe-Al化合物逐渐转变为Fe Al相,表层为Al2O3。经热浸镀铝及扩散退火后的试样高温氧化速率显着低于未浸镀铝的样品。试样在800oC高温扩散后1000oC氧化50 h,表面Al2O3层比较平整、无剥落,抗高温氧化性好;高温氧化时间过长会导致Al2O3层剥落。本工作为分析低氧压下合金与氧化物的平衡提供了基础数据,也为阻氢涂层的设计和开发提供了实验依据。
黄豫[2]（2020）在《基于氢同位素研究钯银合金分离熔盐堆中的氚》文中研究表明熔盐堆在运行过程中会产生大量放射性核素氚（T）,其氚产额高于相同功率下的压水堆。产生的氚首先会溶解于熔盐中,以氟化氚（TF）、氚离子（T+）或者溶解的气态氚（HT,T2）的形式存在。随着熔盐的流动,氚会进入熔盐堆的各个部分,其中有较大一部分氚从熔盐表面脱离进入覆盖气,然后进入尾气处理系统。还有一部分氚从反应堆容器、管道或者热交换器管道渗透出去,进入环境。作为一种有害的放射性核素,氚会影响熔盐堆的安全运行,如生成的TF会腐蚀管道,影响管道的使用寿命。HT/T2会通过管道渗透进入环境,然后在环境中转化成氚化水（HTO/T2O）。HTO极易通过皮肤吸收进入人体内并产生内照射,造成的放射性危害比气态氚高25000倍。因此,为了保证熔盐管道的使用寿命、减少氚的渗透、减轻氚对人类和环境造成的危害,需要对熔盐堆产生的氚进行去除。核电站在去除含氚废气时一般采用氧化法,将其氧化成氚化水（HTO/T2O/DTO）,然后再进行吸附收集。这种处理方法导致全世界范围内产生了大量的含氚废水,而且对含氚废水的安全储存也逐渐成为后续工作的难题。此外,氚化水比气态氚的毒性更高且应用价值低,不利于回收利用。因此,为了改进氚的处理工艺,变压吸附、分子筛吸附、膜分离等方法得到提出并开展了相关研究。上述方法中,以钯及其合金为代表的无机金属膜分离法因其对氢同位素具有良好的选择渗透性,且在分离过程中具有能耗较低,操作简单的特点而逐渐得到重视。而在众多钯合金膜中,由于钯银合金膜（Pd-Ag）的制备工艺相对较成熟,且具有比纯钯高近2倍的渗氢性能及较高的热稳定性与抗毒化性,被逐步用于聚变堆及各类氚设施中氚的分离处理。基于上述原因并结合熔盐堆中氚分布的特点,本论文提出用钯合金膜分离熔盐堆中的氚。由于氚具有放射性且稳定同位素氢（H2）、氘（D2）与氚的性质相似,本课题用H2、D2模拟T2,对钯银合金的渗透及分离性能进行了研究。本课题搭建了研究钯银合金膜渗透性能的实验平台。通过实验确定了所用钯银合金膜的渗透系数Φ=5.70×10-8×exp（-4.55/（RT））(mol·m-1·s-1·Pa-0.5),得到了渗透过程中膜的压力指数n=0.5,由此确定了H原子在钯银合金膜内部的体相扩散是渗氢过程中控制速率的步骤。在不同温度、不同氢分压差、不同进气组成比例条件下研究了钯银合金膜分离Ar-H2混合气中的H2,确定了钯银合金膜的渗氢量随温度和膜两侧氢分压差的增加而增加。混合气中Ar气的含量会影响钯银合金的渗氢量。在其他条件保持不变的情况下,渗氢量会随着混合气中Ar气含量的增加而减少。相同温度下,钯银合金对H2的渗透量是D2渗透量的1.311.39倍,接近其扩散系数1.414倍的经典扩散理论。由此可以推测T2通过钯银合金膜的渗透量接近H2的1/31/2倍。通过设计的高温熔盐静态腐蚀实验,并与哈式N合金（Hastelloy N）进行比较,确定了钯银合金对FLiNaK熔盐较好的耐腐蚀性能。实验表明钯银合金受熔盐腐蚀影响的深度约为11μm,小于Hastelloy N受熔盐腐蚀影响的深度。与Hastelloy N接触后的熔盐中Cr、Fe等杂质的含量明显升高,而与钯银合金接触后的熔盐中Ag、Pd的含量基本不变,说明相比于Hastelloy N,钯银合金与熔盐的相容性较好,可以用于高温FLiNaK熔盐环境中。通过研制的实验装置研究了钯银合金膜分离熔盐中溶解H2的分离效率。在500℃下,以100mL/min的流速向熔盐中通入Ar-H2混合气（H2含量102 ppm）,钯银合金膜对熔盐中H2的分离效率可以达到3.5%。由此确定钯银合金可以用于熔盐中氚的分离。最后利用数值模拟方法对钯银合金分离器的渗氢过程进行了模拟。模拟结果表明随着Ar含量增加、膜渗透系数增大及进气流速减小,分离器内会产生严重的浓差极化效应,影响钯银合金管的渗透性能。为了减小浓差极化效应,在膜渗透系数确定的条件下,可以提高混合气中H2的体积分数和混合气的流速。但是减小浓差极化效应会使H2的分离效率受到影响,需要增加分离器的长度进行补偿。
戴佳敏[3]（2020）在《Al2O3-TiO2复合涂层的制备及其阻氘性能的研究》文中进行了进一步梳理氚渗透是聚变堆反应需要解决的关键问题之一,在结构材料表面制备一定厚度的陶瓷阻氚涂层（TPB）能有效地降低氚的渗透率。由于高阻氚因子,氧化铝（Al2O3）涂层在众多陶瓷涂层中脱颖而出。然而,结晶态的Al2O3,特别是化学态最稳定的α相A12O3,通常需要极高的沉积温度或者退火温度才能够得到。本论文将以316L不锈钢为基底,利用射频磁控溅射法在其表面分别制备Al2O3和Al2O3-TiO2复合涂层。研究发现,与纯Al2O3涂层相比,由于Al2O3-TiO2复合涂层的氧空位缺陷含量大大降低、结晶度和致密性明显提高,因此其阻氘渗透能力得到增强。主要实验结果如下:（1）调节合适的工艺参数在316L不锈钢表面制备厚约300 nm的Al2O3涂层和Al2O3-TiO2复合涂层。室温下制备的Al2O3涂层处于缺氧状态且为非晶结构。大气退火处理（600～900℃）理论上能够改善缺氧状态、提高结晶度,然而800℃退火的Al2O3涂层仍是非晶态。和纯Al2O3涂层相比,三组不同Ti含量的Al2O3-TiO2复合涂层经过800 ℃退火处理后均表现出TiO2和Al2O3晶体共存的现象,表面的氧空位缺陷含量降低,结晶度和致密性得到了提高。其中,15.56%Ti含量的Al2O3-TiO2复合涂层的结晶度高,氧空位缺陷含量最低,致密性最好。（2）分别对15.56%Ti含量的Al2O3-TiO2复合涂层和纯Al2O3涂层覆盖的316L不锈钢以及316L不锈钢进行氘渗透测试。测试结果表明,表面为复合涂层的316L不锈钢氘渗透压力指数为0.71,表明其氘渗透过程由体扩散和表面效应共同控制。和316L不锈钢相比,有涂层的316L不锈钢有效地阻止了氘的渗透。其中,由于较低的孔隙率、较低的氧空位缺陷以及优于纯Al2O3涂层的结晶度,Al2O3-TiO2复合涂层的阻氘渗透的效果要优于纯Al2O3涂层。
闫丹[4]（2020）在《磁控溅射制备Er2O3与Al2O3复合陶瓷薄膜及其表征》文中研究表明本论文采用磁控溅射制备得到混合相Er2O3（M-Er2O3）以及纯立方相Er2O3（C-Er2O3）、Er2O3/Er复合膜以及SiC颗粒掺杂的Al2O3复合薄膜,利用共焦显微拉曼光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能量色散能谱仪以及纳米力学探针等表征手段,讨论了相结构对Er2O3的光学、热学、力学性能的影响,以及Er中间层对钢基Er2O3薄膜、SiC掺杂对Al2O3薄膜的结构和性能的影响。取得的主要结果如下:1)使用六种不同波长的激光对M-Er2O3和C-Er2O3的拉曼谱以及荧光谱进行了表征,结合群论理论、XRD测试结果、不同激光激发样品产生的光谱、以及已报道的其它具有相同晶体结构的稀土氧化物的拉曼谱,识别并归属了B-Er2O3的17个一次振动模。2)通过比较、分析M-Er2O3和C-Er2O3的荧光光谱,发现B-Er2O3与C-Er2O3的可见光范围荧光光谱存在明显不同,提出一种基于室温荧光光谱对掺Er的稀土氧化物进行快速相识别的方法。3)基于变功率荧光光谱,讨论了 532nm激光激发下Er2O3的发光机制以及Er2O3的相结构对发光机制的影响,并从温度敏感的超敏跃迁绿光与普通绿光强度比值,得到相结构与晶粒尺寸与薄膜热导率之间的关系。4)基于变温拉曼光谱,使用薄膜/各向同性衬底双层系统热传导方程解析求得各向同性钢衬底上C-Er2O3纳米晶薄膜热导率;同时使用薄膜/各向异性衬底双层系统热传导方程与边界条件,结合COMSOLMultiphysics（?）数值优化求解,给出了一种各向异性衬底上薄膜材料的热导率的测量方法。5)澄清Er中间层对钢基Er2O3薄膜微结构、纳米硬度和弹性模量以及电学性能的影响,提出Er中间层可有效避免金属衬底在后续氧化物薄膜制备中的氧化,以及阻碍或延缓氧化物与衬底之间的互扩散,因此对金属基氧化物膜的热稳定性非常关键。6)SiC的掺入明显降低了Al2O3-xSiC复合薄膜的表面粗糙度,细化了Al2O3基质的晶粒,改善了Al2O3的高温完整性。由于SiC带隙相对Al2O3更窄,其掺入恶化了复合薄膜绝缘性,但掺入量为3.4at%的样品依旧满足核聚变反应堆包层涂层的绝缘性要求。900℃退火促进了 SiC颗粒晶化,当SiC掺入浓度为3.4at%时,900℃退火后的复合薄膜硬度和弹性模量分别提升62%和25%;但当SiC掺入浓度高于14at%时,复合薄膜纳米力学性能明显下降。
郑立雨[5]（2020）在《新型Cr2N及其复合阻氚涂层的制备与性能研究》文中提出氢的同位素氘、氚作为核聚变能的主要燃料,易在聚变堆包层金属结构材料中扩散渗透,造成聚变燃料的损失、结构材料氢脆和氚放射性污染等一系列严重后果。因此,如何防止氘、氚渗透泄露,成为当前聚变堆材料亟需解决的关键难题之一。陶瓷材料具有良好的阻氚效果以及耐热、耐腐蚀性,被认为是目前最佳的阻氚材料。因此,研制高性能阻氚陶瓷涂层对解决聚变堆的氚渗透问题具有重要意义。Cr2N涂层具有高化学稳定性、低氚渗透率以及热膨胀系数接近于低活化钢等优势,有望成为新型高性能阻氚材料。本文成功制备了Cr/Cr2N双层涂层,系统研究了氮化温度、时间等工艺参数对Cr2N复合涂层微观结构、组织形貌以及综合性能的影响。得到的主要研究结果如下:采用电泳沉积结合氮化热处理获得均匀致密的Cr2N涂层,涂层表面平整,无孔洞和裂纹。在富氮气氛下经700°C保温2 h,制备的Cr2N涂层晶粒细小,尺寸均匀,晶粒大小仅为50 nm,远小于Cr2O3的晶粒尺寸（1μm）,晶粒之间结合紧密,无明显孔隙。涂层厚度约为7μm,呈现双层结构特征,外层为2μm厚的Cr2N涂层,内层为Cr/Fe过渡层,过渡层的形成有利于提高涂层与基体的结合力。对Cr2N涂层的力学性能、抗腐蚀和抗热冲击性能进行表征。其维氏硬度可达671 HV500g。涂层具有良好的抗化学腐蚀性能,其自腐蚀电位高于基材,自腐蚀电流密度比基材低一个数量级以上。在600°C测试其抗热冲击性能,经过200次热冲击试验后,涂层保持完整,无脱落现象,表明涂层与基材紧密结合且具有良好的热兼容性。对Cr2N涂层的抗氧化性能进行测试。将涂层置于500～700°C下氧化,自然冷却后,研究其组织形貌变化。结果表明,在低于650°C时涂层未被氧化,在700°C下有较多Cr2O3生成。通过调节氧化时间,可以得到Cr/Cr2O3/Cr2N层状复合结构,层状结构中界面的形成有利于提高其阻氚性能。
董健[6]（2020）在《铁铝合金/氧化锆/磷酸盐复合阻氢涂层制备及其性能研究》文中研究指明聚变能作为一种清洁、高效的能源,具有重要的发展意义。聚变反应堆采用氢同位素氘、氚作为燃料,但氢及其同位素具有很强的渗透力,会造成结构材料氢脆、核燃料损失等危害。因此,如何防止氢及其同位素在结构材料中的扩散是一个重要问题。由于氢在陶瓷材料中的扩散系数比在不锈钢材料中低几个数量级,因此常在材料表面制备一层阻挡氢渗透的涂层。本文基于氧化物层和不锈钢基体间存在的热膨胀系数差异,引入了铁铝合金粘结层作为热应力缓冲区,提出了一种新的复合涂层制备工艺,即首先通过低温包埋渗铝法制备铁铝合金粘结层,接着采用溶胶-凝胶+电化学沉积工艺制备氧化锆层,最后在外表面制备磷酸盐保护层。另外,研究了制备工艺参数对涂层微观结构和性能的影响。本研究为复合阻氢涂层的工程化应用提供了一种新思路。论文主要结论如下:（1）利用低温包埋渗铝工艺在316L不锈钢基体表面制备铁铝合金粘结层,研究了不同的基体表面粗糙度和渗铝剂配比对涂层表面粗糙度、涂层厚度及相结构的影响。基体表面粗糙度越小、AlC13含量越高,涂层的表面越平整。随着AlC13含量的增加,渗铝层中的Fe3Al、FeAl和FeA13相的厚度逐渐降低,而Fe2Al5相的比例基本保持不变。热处理后渗铝层相结构发生了变化。在700℃下热处理30h后,初始的Fe3Al、FeAl、Fe2Al5和FeAl3相完全转变为Fe3Al和FeAl相,FeAl3和Fe2Al5脆性相消失。渗铝层与基体的平均结合力为67.60MPa。涂层具有优异的抗热冲击性能。铁铝合金层在600℃的高温下与CO2相容,并且CO2气体对铁铝合金层的开裂现象具有修复作用。（2）从热力学及动力学角度对低温包埋渗铝层的形成机制进行了研究。铝粒与活化剂AlCl3（g）反应生成活性铝原子,随着铝原子的快速渗入,在基体表层形成了 Fe2Al5相。部分[Al]与表层Fe2Al5发生反应生成了 FeAl3相。同时,与基体接触的Fe2Al5相会与基体中的Fe原子反应,在Fe2Al5相与基体接触的界面处生成FeAl相。在冷却降温过程中生成Fe3Al相。低温包埋渗铝层的生长活化能为164.78kJ/mol,扩散常数为3.86×10-4m2/s,渗铝层的生长速率关系式为D=（3.86×10-4）exp（-164780/RT）。较低的活化能值是由渗铝层的相结构决定的。（3）利用溶胶-凝胶法+电化学沉积法的复合工艺在铁铝合金粘结层上制备氧化锆涂层。研究了溶胶-凝胶法中不同提拉速度、涂覆次数和高温煅烧温度以及电化学沉积中沉积电流、时间和煅烧温度对氧化锆层的影响。溶胶-凝胶后的氧化锆薄膜呈分区域的叠层结构和氧化锆晶粒堆积而成的多孔结构。提拉速度为120mm/min,涂覆6次后,孔隙率为6.26%～8.96%,孔径为1.67μm～1.86μm。电解沉积4min后,氧化锆层表面的孔隙结构被填充,但内部仍然存在孔隙。600℃退火后,ZrO2涂层为明显的四方相和单斜相的混晶结构。（4）氧化锆层与渗铝层的平均结合力约为37.30MPa。40次热冲击后涂层未剥落,抗热冲击性能优异。ZrO2层与CO2具有良好的相容性。在350℃、450℃、550℃、600℃和 650℃下进行阻氢测试,PRF 值分别为 1626.5、171.5、114.8、30.2 和 16.7。（5）采用溶胶-凝胶法制备磷酸盐保护层。研究了提拉速度、磷酸盐浓度对磷酸盐涂层的影响。当采用高浓度的磷酸盐溶液,提拉速度大于90mm/min时,磷酸盐层几乎将氧化锆层完全覆盖。磷酸盐层与氧化锆层的结合力为13.33MPa。磷酸盐层具有较好的抗热冲击性能,并且与CO2具有良好的相容性。在600℃下,三层复合阻氢涂层的PRF值为106。
张炜鑫[7]（2019）在《高功率磁控溅射CrN基薄膜的制备及其阻氢性能研究》文中进行了进一步梳理面心立方的氮化物阻氢薄膜具有极低的氢扩散系数,可以有效削弱氢在金属材料中的扩散速率,起到阻氢作用,其中以TiN研究最早、应用最普遍,但TiN薄膜在高温下容易氧化产生金红石结构的TiO2,阻氢性能严重削弱,甚至发生体积应变导致膜层开裂剥落。针对氮化物阻氢薄膜高温失效的问题,本文利用高功率磁控溅射技术沉积本身具备一定抗氧化性能的CrN阻氢薄膜,并通过掺入Al元素,提升其高温抗氧化能力。放电特性测试结果表明,随着Cr靶脉冲电压和脉宽增加,靶材溅射率和基体电流均增加,当脉冲电压超过580 V、脉宽超过250μs后,由于脉冲高压的回吸作用,基体电流涨幅很小;外加线圈磁场可以有效约束电子,使基体电流峰值提升一个数量级;工作气压增加也可以有效增加靶材溅射率和基体电流,但当气压超过0.5 Pa后,基体电流的增加主要由Ar+贡献而与金属离子关系不大。CrN阻氢薄膜结构和性能分析结果表明,随着基体偏压增大,直喷模式下CrN沉积速率增加,同时离子轰击作用增强,在基体偏压为300 V时,CrN膜层中柱状晶生长被打断并出现分层现象,此时氢原子扩散系数最低,为7.598×10-10 cm2/s,比不锈钢基体低了3个量级。改变基体偏压模式,随着交替施加高低偏压的时间间隔减短,离子轰击效应增强,CrN薄膜的氢原子扩散系数降低。CrAlN阻氢薄膜结构和性能分析结果表明,掺入Al元素后,由于Al以置换形式取代了Cr的位置导致晶格间隙尺寸减小,且存在部分Al可能直接填充晶格间隙成为氢原子扩散的障碍,CrAlN薄膜中的氢原子扩散系数更低。随着基体偏压增加,基体旋转模式下沉积CrAlN薄膜时离子轰击效应增强更为明显,沉积速率下降,但膜层致密度提高,高偏压下柱状晶出现被打断现象,柱状晶之间产生横向界面,成为氢陷阱导致氢原子扩散系数降低。基体偏压为300 V时膜层的氢原子扩散系数达到最低值,为6.188×10-10 cm2/s。高温氧化测试结果表明,CrN薄膜具备一定抗氧化能力,600℃于氧气气氛下膜层表面单位面积氧化增重约为不锈钢基体一半,膜基结合面处氧含量约为膜层表面处60%。掺入Al元素后,薄膜抗氧化能力显着提升,进行高温氧化后膜层表面单位面积氧化增重仅为CrN薄膜一半,膜基结合面处氧含量仅为膜层表面处30%。
王维静[8]（2019）在《复合陶瓷涂层界面结构研究及阻氢性能评价》文中认为在涉氢领域,不锈钢作为常用结构材料,在工作过程中常与高温高压氢直接接触。氢的强渗透性易导致不锈钢发生氢损伤,且氢同位素的渗透泄漏会对周围环境产生污染。为降低氢及其同位素的渗透率,在结构材料表面制备阻氢涂层成为行之有效的解决方案。本文采用射频磁控溅射的方法,首先通过改变溅射压力、溅射功率和溅射气氛,优化了涂层的制备工艺,进而分别制备Al2O3、Cr2O3、Y2O3和ZrO2（8%Y2O3）四种单层氧化物陶瓷涂层,并对其结构状态和阻氢性能进行研究,得出Al2O3涂层为非晶状态,其他三种涂层均为晶体结构,其中Y2O3陶瓷涂层阻氢性能最好。在此基础上对上述四种单层氧化物陶瓷涂层按照热膨胀系数递减的顺序进行复合,分别制备晶体/非晶、非晶/晶体和晶体/晶体三种不同结构类型的双层复合陶瓷涂层,用以缓解高温热应力的产生,提高涂层高温稳定性。重点研究了界面引入对复合陶瓷涂层阻氢性能的影响,并与单层氧化物陶瓷涂层进行比较。结果表明,非晶/晶体结构的Al2O3/Y2O3双层复合陶瓷涂层在700℃@80k Pa氢渗透压下,氢渗透阻挡因子（Permeation resistance factor,PRF）为536,是单层Y2O3涂层的2倍,是晶体/非晶结构Y2O3/Al2O3涂层和晶体/晶体结构ZrO2（8%Y2O3）/Y2O3涂层的5倍。可见,非晶/晶体结构复合陶瓷涂层的阻氢性能最好,为后续复合陶瓷涂层的研究提供理论依据和价值指导。
狄姣[9]（2019）在《新型Cr2O3基阻氚复合涂层的制备及性能研究》文中研究说明Cr2O3具有热稳定性、化学惰性、氢同位素的低渗透性、与金属基材结合良好等优点,是阻氚涂层的主要候选材料之一。但是,为了保证不锈钢基底的组织结构不被破坏,要求Cr2O3涂层必须低温烧结,这导致Cr2O3涂层中存在较多的微裂纹和孔隙,使涂层的实际阻氚渗透性能远远低于其理论值。因此,提高涂层的致密性是改善Cr2O3涂层阻氚性能的关键。针对上述问题,本文在Cr2O3涂层表面复合另外一层涂层,一方面进一步改善涂层的致密性,另一方面增加材料内部的界面以阻止氢及其同位素的扩散。分别采用电泳沉积和浸渍-提拉技术获得了Al2O3/Cr2O3复合涂层和GO-AlPO4/Cr2O3复合涂层。研究了沉积次数、热处理温度、浸渍-提拉次数、GO含量等关键工艺参数对复合涂层的组织结构、微观形貌和性能的影响。得到如下主要研究结果:（1）采用电泳沉积结合热处理技术可获得平整致密的Al2O3/Cr2O3复合涂层。Al2O3层与Cr2O3层之间无明显分界面,Al2O3起到两个作用:一是部分Al2O3填充在Cr2O3孔隙中,提高了涂层的致密性;二是部分Al2O3固溶到Cr2O3中,提高了涂层之间的界面结合力。（2）热处理温度对Al2O3/Cr2O3复合涂层的组织结构和相关性能影响较大。经750°C热处理的Al2O3/Cr2O3复合涂层具有最佳的力学性能和阻氘性能:维氏硬度可达219.4 HV500g,结合力为46.5 MPa,良好的抗电化学腐蚀性能(腐蚀电流密度为6.64×10-10 A cm-2,腐蚀电位为224.0 mV);600°C时的阻氘因子为302,大于Cr2O3涂层的阻氘因子（236）。（3）采用浸渍-提拉法成功制备了GO-AlPO4/Cr2O3复合涂层。GO增强AlPO4层与Cr2O3层之间的界面结合良好,未见孔隙和裂纹,组织致密均匀。（4）随着GO含量的增加,样品的显微硬度和抗电化学腐蚀性能随之增强,而摩擦系数随之降低,但结合力出现先增强后降低的趋势。0.05 GO-AlPO4/Cr2O3样品的综合性能最佳:显微硬度高达317.3 HV500g,结合力为21.5 MPa,摩擦系数为0.7,腐蚀电压为-77 mV,腐蚀电流密度为3.92?10-9 A cm-2。
黄俊,谢浩,罗来马,张桂凯,汪小琳,吴玉程[10]（2019）在《陶瓷阻氚涂层的研究现状及进展》文中认为阻氚涂层是聚变堆的关键科学与技术问题之一,阻氚涂层材料分为玻璃、金属和陶瓷三类,目前陶瓷及其复合材料是阻氚涂层首选,陶瓷具有低氚渗透性、高热稳定性、高电阻率和高耐腐蚀性等特性,在低扩散率的结构材料上制备陶瓷阻氚涂层是降低或阻碍氚渗透通过衬底的更好的实用方法。制备阻氚涂层的方法多种多样,常用的制备方法包括物理气相沉积（PVD）,化学气相沉积（CVD）,金属有机化学气相沉积（MOCVD）,热浸镀铝（HDA）,电化学沉积（ECD）,包装胶结（PC）,等离子喷涂（PS）和溶胶-凝胶工艺（sol-gel）等。从氧化物陶瓷涂层、非氧化物陶瓷涂层、复合陶瓷涂层3个方面综述了阻氚涂层近年来的研究现状,概述了几种陶瓷涂层的制备方法及其特点,分析了阻氚涂层在涂层材料的选择、涂层的制备以及性能评价等方面存在的问题,并对阻氚涂层未来的研究重点进行了展望。
二、复合膜对316L不锈钢氚渗透性能的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、复合膜对316L不锈钢氚渗透性能的影响（论文提纲范文）
（1）Fe-Ni-Al-O初始氧化物相图及316L不锈钢氧化铝涂层制备研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 阻氢涂层简介 |
| 1.2.1 阻氢涂层应用背景 |
| 1.2.2 阻氢涂层的分类 |
| 1.2.3 阻氢涂层的作用机理 |
| 1.2.4 阻氢容器用材简介 |
| 1.3 阻氢涂层的制备 |
| 1.3.1 阻氢涂层的制备方式 |
| 1.3.2 合金选择性氧化理论 |
| 1.3.3 热浸镀铝简介 |
| 1.3.4 热浸镀铝后的高温扩散及氧化机制 |
| 1.4 氧化相图的理论基础与应用 |
| 1.4.1 相图简介 |
| 1.4.2 相图的计算与测定 |
| 1.4.3 Fe-Ni-Al-O四元系相图的研究现状 |
| 1.5 课题的研究意义和研究内容 |
| 1.5.1 课题的研究意义 |
| 1.5.2 课题的研究内容 |
| 2 实验材料和实验方法 |
| 2.1 实验方案 |
| 2.2 实验材料 |
| 2.3 实验仪器 |
| 2.4 实验方法 |
| 2.4.1 Fe-Ni-Al-O四元系相关系研究 |
| 2.4.2 Fe-Ni-Al合金高温预氧化制备保护涂层 |
| 2.4.3 316L不锈钢热浸镀铝及高温扩散和氧化制备阻氢涂层 |
| 2.5 显微组织观察和分析 |
| 2.5.1 Fe-Ni-Al-O四元合金试样的分析 |
| 2.5.2 高温预氧化后试样表面涂层分析 |
| 2.5.3 热浸镀铝及高温扩散试样分析 |
| 3 Fe-Ni-Al-O四元系相关系研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Fe-Ni-Al-O四元系相平衡计算 |
| 3.3 Fe-Ni-Al-O四元系相平衡实验结果分析 |
| 3.3.1 Corundum相 |
| 3.3.2 Spinel相 |
| 3.4 热力学计算与实验结果的比较 |
| 3.5 不同等温截面的热力学计算 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 Fe-Ni-Al合金选择性氧化涂层的制备研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 退火气氛(氧压)对于Fe-Ni-Al合金选择性氧化的影响 |
| 4.3 退火时间对于Fe-Ni-Al合金选择性氧化的影响 |
| 4.4 Fe-Ni-Al合金在空气中氧化的表面与截面形貌 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 316L不锈钢热浸镀铝及扩散后表面组织研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 316L不锈钢热浸镀铝后的截面形貌 |
| 5.3 不同温度扩散后的截面组织分析 |
| 5.4 高温氧化后的形貌和成分分析 |
| 5.5 316L不锈钢及其热浸镀铝高温扩散的氧化动力学曲线 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 全文总结 |
| 7 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（2）基于氢同位素研究钯银合金分离熔盐堆中的氚（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 熔盐堆的介绍 |
| 1.2 熔盐堆中的氚 |
| 1.2.1 氚的基本性质 |
| 1.2.2 氚的渗透扩散行为 |
| 1.2.3 氚的产生及来源 |
| 1.2.4 熔盐堆中氚的产生 |
| 1.2.5 熔盐堆中氚的分布 |
| 1.3 氚的去除方法 |
| 1.3.1 几种氚的去除方法的介绍 |
| 1.3.2 熔盐堆中氚的去除方法 |
| 1.3.3 钯银合金分离氚 |
| 1.4 钯银合金膜分离氚的研究现状 |
| 1.5 本文的研究内容与结构 |
| 1.5.1 本文的研究内容 |
| 1.5.2 论文的结构 |
| 第2章 钯银合金对Ar-H_2混合气中H_2的分离 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验装置及方法 |
| 2.2.1 渗氢性能测试平台 |
| 2.2.2 钯银合金分离器及实验平台的气密性检验 |
| 2.2.3 实验步骤 |
| 2.3 钯银合金渗氢性能的研究 |
| 2.3.1 钯银合金膜渗氢系数的确定 |
| 2.3.2 渗氢过程中压力指数的确定 |
| 2.3.3 渗氢量与温度的关系 |
| 2.3.4 渗氢量与氢分压差及Ar气含量的关系 |
| 2.3.5 渗氢量与进气流速的关系 |
| 2.3.6 相同条件下钯银合金的D_2、H_2渗透量的比较 |
| 2.3.7 渗氢过程对钯银合金膜表面形貌及成分的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 钯银合金对高温熔盐中H_2的分离 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 钯银合金膜的熔盐静态腐蚀研究 |
| 3.2.1 实验步骤 |
| 3.2.2 腐蚀前后钯银合金和Hastelloy N重量变化 |
| 3.2.3 实验前后FLiNaK熔盐的分析 |
| 3.2.4 合金表面形貌和成分分析 |
| 3.3 钯银合金膜对熔盐中H_2的分离效率的研究 |
| 3.3.1 实验装置介绍 |
| 3.3.2 未装载FLiNaK熔盐时钯银合金膜的分离效率 |
| 3.3.3 装载FLiNaK熔盐时钯银合金膜的分离效率 |
| 3.4 钯银合金分离器的设计与研制 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 用于熔盐堆尾气的钯银合金分离器的设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件的介绍 |
| 4.3 钯银合金器氢分离过程的模型建立 |
| 4.4 模型验证 |
| 4.5 钯银合金分离器内H2渗透行为的影响因素 |
| 4.5.1 进气中Ar气含量对渗氢过程的影响 |
| 4.5.2 膜的渗透系数对渗氢过程的影响 |
| 4.5.3 进气流速对渗氢过程的影响 |
| 4.5.4 分离器长度的优化 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 论文工作总结 |
| 5.2 今后工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）Al2O3-TiO2复合涂层的制备及其阻氘性能的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 阻氚涂层的研究意义及研究现状 |
| 1.1.1 阻氚涂层的研究意义 |
| 1.1.2 阻氚涂层研究现状 |
| 1.2 Al_2O_3涂层简介 |
| 1.3 A1_2O_3涂层的制备方法 |
| 1.3.1 CVD氧化法 |
| 1.3.2 HDA法 |
| 1.3.3 PC法 |
| 1.3.4 VPS法 |
| 1.3.5 ECA法 |
| 1.3.6 磁控溅射法 |
| 1.3.7 离子束溅射法 |
| 1.3.8 双层辉光渗金技术 |
| 1.4 Al_2O_3涂层的改性 |
| 1.5 本课题的主要研究内容 |
| 第二章 涂层的制备和表征方法 |
| 2.1 涂层的制备 |
| 2.1.1 磁控溅射基本工作原理 |
| 2.1.2 实验装置 |
| 2.1.3 实验材料预处理 |
| 2.1.4 涂层的制备过程 |
| 2.1.5 涂层的退火处理 |
| 2.2 Al_2O_3涂层的表征方法 |
| 2.2.1 扫描电子显微镜 |
| 2.2.2 X射线光电子能谱 |
| 2.2.3 电子顺磁共振 |
| 2.2.4 X射线衍射 |
| 2.2.5 电化学性能测试 |
| 2.2.6 氘渗透测试 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 Al_2O_3涂层的结构及性质 |
| 3.1 制备参数对涂层的影响 |
| 3.1.1 溅射功率(P)影响 |
| 3.1.2 工作气压(P_w)影响 |
| 3.1.3 溅射时间(t)影响 |
| 3.2 Al_2O_3涂层的XPS分析 |
| 3.3 退火处理对涂层的影响 |
| 3.3.1 Al_2O_3涂层的SEM分析 |
| 3.3.2 Al_2O_3涂层的XRD分析 |
| 3.3.3 Al_2O_3涂层的电化学性能研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 Al_2O_3-TiO_2复合涂层的结构及性质 |
| 4.1 Al_2O_3-TiO_2复合涂层的XPS分析 |
| 4.2 Al_2O_3-TiO_2复合涂层的SEM分析 |
| 4.3 Al_2O_3涂层和Al_2O_3-TiO_2复合涂层的EPR分析 |
| 4.4 Al_2O_3-TiO_2复合涂层的XRD分析 |
| 4.5 Al_2O_3-TiO_2复合涂层的电化学性能分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 氘渗透性能测试及分析 |
| 5.1 氢同位素渗透模型 |
| 5.1.1 氢同位素在金属中的渗透模型 |
| 5.1.2 氢同位素在陶瓷中的渗透模型 |
| 5.1.3 金属-陶瓷复合体系的氢渗透模型 |
| 5.2 氘渗透性能测试 |
| 5.2.1 测试试样及氘渗透装置 |
| 5.2.2 渗透实验操作步骤 |
| 5.3 渗透实验数据处理 |
| 5.3.1 氘渗透通量J |
| 5.3.2 氘渗透压力指数n |
| 5.3.3 氘渗透率Φ |
| 5.3.4 氘渗透扩散系数D |
| 5.3.5 氘渗透减小因子PRF(Permeation reduction factor) |
| 5.4 实验结果 |
| 5.4.1 三组试样的I-t曲线 |
| 5.4.2 三组试样的J-t曲线 |
| 5.4.3 15.56 %Ti含量试样的J-P曲线 |
| 5.4.4 三组试样的D-T曲线 |
| 5.4.5 三组试样的Φ-T曲线 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结 |
| 6.1 主要研究成果 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间公开发表的论文及科研成果 |
| 致谢 |
（4）磁控溅射制备Er2O3与Al2O3复合陶瓷薄膜及其表征（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 稀土元素的结构特点与价态 |
| 2.1.1 稀土离子电子结构 |
| 2.1.2 稀土离子的激发 |
| 2.1.3 光致发光原理 |
| 2.1.4 稀土氧化物 |
| 2.2 Er_2O_3的光谱特性 |
| 2.2.1 Er~(3+)发光对晶体场的依赖 |
| 2.2.2 退火对发光的影响 |
| 2.2.3 拉曼光谱 |
| 2.3 聚变堆实验包层涂层的研究进展 |
| 2.3.1 Er_2O_3涂层 |
| 2.3.2 Al_2O_3涂层 |
| 2.3.3 SiC涂层 |
| 2.4 复合涂层研究进展 |
| 2.4.1 Al_2O_3/Al与Al_2O_3/Al_xO_(1-x)/Al功能梯度涂层 |
| 2.4.2 SiC/Al_2O_3 |
| 2 .4.3 Al_2O_3陶瓷增韧 |
| 2.5 制备手段 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 样品制备与表征方法 |
| 3.1 薄膜制备 |
| 3.1.1 磁控溅射制备薄膜 |
| 3.1.2 样品热处理 |
| 3.2 表征方法 |
| 3.2.1 表面与断面表征 |
| 3.2.2 成分表征 |
| 3.2.3 结构表征 |
| 3.2.4 光致发光光谱 |
| 3.2.5 力学表征 |
| 3.2.6 绝缘电阻测试 |
| 3.2.7 交流阻抗测试 |
| 4 单斜相和立方相Er_2O_3的光学性质 |
| 4.1 实验方法 |
| 4.2 样品的微观结构 |
| 4.3 单斜相Er_2O_3拉曼模的识别和归属 |
| 4.3.1 拉曼模的预测 |
| 4.3.2 样品在不同激光激发下的光谱 |
| 4.3.3 综合分析与讨论 |
| 4.4 单斜相和立方相Er_2O_3发光光谱的比较 |
| 4.4.1 不同激光器激发的300～900nm光谱 |
| 4.4.2 荧光强度比值 |
| 4.4.3 立方相发光峰的归属 |
| 4.4.4 单斜相Er_2O_3样品独特的发光峰 |
| 4.5 功率依赖的光致发光 |
| 4.5.1 发光机制 |
| 4.5.2 晶粒尺寸影响 |
| 4.5.3 晶体结构影响 |
| 4.5.4 IR/IG的功率依赖 |
| 4.5.5 RG的功率依赖 |
| 4.6 小结与展望 |
| 5 微米及亚微米级薄膜热导率表征 |
| 5.1 实验方法 |
| 5.2 各向同性CLAM钢衬底上Er_2O_3薄膜热导率 |
| 5.2.1 薄膜/各向同性衬底双层系统热导率的解析解 |
| 5.2.2 各向同性CLAM钢衬底上Er_2O_3薄膜热导率 |
| 5.3 各向异性衬底上薄膜的热导率测试 |
| 5.3.1 各向异性衬底上薄膜热传导的物理图像 |
| 5.3.2 各向异性衬底的热导率 |
| 5.3.3 COMSOL数值模拟和优化 |
| 5.3.4 各向异性衬底上薄膜的热导率测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 Er中间层对沉积在钢衬底上的Er_2O_3复合薄膜的微结构、成分、电学和力学性能的影响 |
| 6.1 实验方法 |
| 6.2 XRD表征 |
| 6.2.1 薄膜的化学成分 |
| 6.2.2 相组成 |
| 6.2.3 薄膜应力与晶粒尺寸 |
| 6.3 拉曼指纹谱 |
| 6.3.1 相成分 |
| 6.3.2 杂质相 |
| 6.3.3 应力 |
| 6.4 薄膜表面、断面形貌以及EDX成分分析 |
| 6.4.1 薄膜表面形貌及成分 |
| 6.4.2 薄膜截面形貌与成分 |
| 6.4.3 Er的自愈合能力 |
| 6.5 样品成分综合分析 |
| 6.5.1 Fe_2O_3与ErFeO_3起源与位置 |
| 6.5.2 尖晶石含Fe氧化物 |
| 6.5.3 界面CrO_x类氧化物 |
| 6.5.4 样品成分及其演变 |
| 6.6 薄膜的电学及力学性能 |
| 6.6.1 力学性能 |
| 6.6.2 直流电学性能 |
| 6.6.3 交流阻抗特性 |
| 6.7 本章小结 |
| 7 SiC掺杂Al_2O_3对Al_2O_(3-x)SiC复合薄膜力学性能的影响 |
| 7.1 实验方法 |
| 7.1.1 样品制备 |
| 7.1.2 靶材鉴定 |
| 7.1.3 测试表征 |
| 7.2 薄膜成分与厚度 |
| 7.2.1 Al_2O_(3-x)SiC浓度与厚度 |
| 7.2.2 Si在Al_2O_(3-x)SiC中的分布 |
| 7.2.3 上层SiC成分以及厚度 |
| 7.3 SiC掺杂对表面形貌以及截面的影响 |
| 7.3.1 样品表面AFM |
| 7.3.2 SEM表面和断面观察 |
| 7.4 结构表征 |
| 7.4.1 XRD |
| 7.4.2 拉曼光谱 |
| 7.4.3 傅里叶变换红外反射谱 |
| 7.5 Al_2O_(3-x)SiC复合膜以及SiC单层的光学、力学和电学性质 |
| 7.5.1 光致发光 |
| 7.5.2 Al_2O_(3-x)SiC复合膜的电学性能 |
| 7.5.3 力学性能 |
| 7.6 小结与展望 |
| 8 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A C-Er_2O_3发光峰的跃迁始末态能级识别 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（5）新型Cr2N及其复合阻氚涂层的制备与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 陶瓷阻氚涂层的研究现状 |
| 1.3 阻氚涂层制备技术 |
| 1.4 选题依据及研究意义和内容 |
| 2 实验材料与方法 |
| 2.1 实验材料和主要仪器 |
| 2.2 实验方法和工艺流程 |
| 2.3 Cr_2N涂层成分和组织结构表征 |
| 2.4 Cr_2N涂层性能测试 |
| 3 Cr_2N涂层制备与性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Cr镀层的制备 |
| 3.3 Cr_2N 涂层制备和研究 |
| 3.4 Cr_2N 涂层的性能测试 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 Cr_2N 涂层的高温抗氧化性能测试 |
| 4.1. Cr_2N 涂层抗氧化性能测试方法 |
| 4.2 实验结果与分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（6）铁铝合金/氧化锆/磷酸盐复合阻氢涂层制备及其性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 阻氢涂层概述 |
| 2.2 氢渗透模型及阻氢作用机理 |
| 2.3 涂层制备方法 |
| 2.3.1 化学气相沉积 |
| 2.3.2 物理气相沉积 |
| 2.3.3 热浸镀法 |
| 2.3.4 包埋法 |
| 2.3.5 等离子喷涂法 |
| 2.3.6 溶胶-凝胶法 |
| 2.3.7 电化学沉积法 |
| 2.4 阻氢渗透涂层种类 |
| 2.4.1 氧化物涂层 |
| 2.4.2 非氧化物涂层 |
| 2.4.3 复合涂层 |
| 2.5 小结 |
| 2.6 研究背景和研究内容 |
| 2.6.1 研究背景 |
| 2.6.2 研究内容 |
| 3 实验方法与实验装置 |
| 3.1 基体试样 |
| 3.2 涂层制备方法 |
| 3.2.1 低温渗铝层的制备 |
| 3.2.2 溶胶-凝胶层的制备 |
| 3.2.3 电化学沉积层的制备 |
| 3.2.4 磷酸盐层的制备 |
| 3.3 测试方法 |
| 3.3.1 微观形貌及相组成观察 |
| 3.3.2 材料热分析 |
| 3.3.3 涂层结合力检测 |
| 3.3.4 抗热冲击性能测试 |
| 3.3.5 高温CO_2相容性 |
| 3.3.6 阻氢性能测试 |
| 4 渗铝层的制备及高温相变研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方案 |
| 4.3 渗铝层表面粗糙度 |
| 4.3.1 铝粉粒度的影响 |
| 4.3.2 基体表面粗糙度的影响 |
| 4.3.3 渗铝剂配比的影响 |
| 4.3.4 电解抛光对表面的改性 |
| 4.4 渗铝层相结构及厚度 |
| 4.5 热处理过程中的相变 |
| 4.6 铁铝合金层的性能 |
| 4.6.1 涂层结合力 |
| 4.6.2 抗热冲击性能 |
| 4.6.3 高温CO_2相容性 |
| 4.7 小结 |
| 5 铁铝合金层的形成机制研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 铁铝合金层形成的热力学研究 |
| 5.2.1 活性铝原子产生的热力学分析 |
| 5.2.2 铁铝合金相形成的热力学分析 |
| 5.2.3 铁铝合金相形成的过程及物理模型 |
| 5.3 铁铝合金层形成的动力学研究 |
| 5.4 小结 |
| 6 溶胶-凝胶ZrO_2薄膜及其致密化行为研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 溶胶-凝胶法制备ZrO_2薄膜 |
| 6.2.1 提拉速度的影响 |
| 6.2.2 涂覆次数的影响 |
| 6.2.3 高温煅烧温度的影响 |
| 6.3 电解沉积封孔致密化 |
| 6.3.1 沉积电流的影响 |
| 6.3.2 沉积时间的影响 |
| 6.3.3 煅烧温度的影响 |
| 6.4 ZrO_2层的性能 |
| 6.4.1 涂层结合力 |
| 6.4.2 抗热冲击性能 |
| 6.4.3 高温CO_2相容性 |
| 6.4.4 阻氢渗透性能 |
| 6.4.5 涂层阻氢机理分析 |
| 6.5 小结 |
| 7 溶胶-凝胶法制备磷酸盐保护层 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 提拉速度的影响 |
| 7.3 磷酸盐浓度的影响 |
| 7.4 磷酸盐凝胶的热重-差热分析 |
| 7.5 磷酸盐层的性能 |
| 7.5.1 涂层结合力 |
| 7.5.2 抗热冲击性能 |
| 7.5.3 高温CO_2相容性 |
| 7.5.4 阻氢渗透性能 |
| 7.6 小结 |
| 8 结论 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（7）高功率磁控溅射CrN基薄膜的制备及其阻氢性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 陶瓷薄膜的阻氢机制及阻氢性能评定方法 |
| 1.2.1 陶瓷薄膜的阻氢机制 |
| 1.2.2 陶瓷薄膜的阻氢性能评定方法 |
| 1.3 陶瓷阻氢薄膜的分类和研究进展 |
| 1.3.1 氮化物薄膜 |
| 1.3.2 氧化物薄膜 |
| 1.3.3 铝基化合物薄膜 |
| 1.3.4 硅基化合物薄膜 |
| 1.4 高功率磁控溅射技术发展和特点 |
| 1.4.1 磁控溅射技术发展和原理 |
| 1.4.2 高功率磁控溅射技术发展和特点 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 实验设备与方法 |
| 2.1 实验设备及实验材料 |
| 2.1.1 实验设备 |
| 2.1.2 实验材料 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 高功率磁控溅射Cr靶放电特性和光谱测试 |
| 2.2.2 CrN和 CrAlN阻氢薄膜制备 |
| 2.3 分析测试方法 |
| 2.3.1 氢渗透率测试分析 |
| 2.3.2 辉光光谱检测分析 |
| 2.3.3 扫描电子显微镜分析 |
| 2.3.4 X射线衍射分析 |
| 2.3.5 高温抗氧化性分析 |
| 2.3.6 膜基结合力测试 |
| 2.3.7 电化学腐蚀 |
| 第3章 双靶共沉积时Cr靶放电特性和辉光光谱研究 |
| 3.1 Cr靶端脉冲电压对基体电流和辉光光谱的影响 |
| 3.1.1 脉冲电压对基体电流的影响 |
| 3.1.2 脉冲电压对辉光光谱的影响 |
| 3.2 Cr靶外加线圈磁场对基体电流和辉光光谱的影响 |
| 3.2.1 外加线圈磁场对基体电流的影响 |
| 3.2.2 外加线圈磁场对辉光光谱的影响 |
| 3.3 Cr靶端脉冲电压占空比对基体电流和辉光光谱的影响 |
| 3.3.1 脉冲电压占空比对基体电流的影响 |
| 3.3.2 脉冲电压占空比对辉光光谱的影响 |
| 3.4 气压对基体电流和辉光光谱的影响 |
| 3.4.1 气压对基体电流的影响 |
| 3.4.2 气压对辉光光谱的影响 |
| 3.5 基体偏压对基体电流的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 CrN阻氢薄膜结构和性能研究 |
| 4.1 基体偏压幅值对CrN薄膜结构性能的影响 |
| 4.1.1 不同基体偏压下CrN薄膜的截面形貌和沉积速率 |
| 4.1.2 不同基体偏压下CrN薄膜的晶体结构 |
| 4.1.3 不同基体偏压下CrN薄膜的阻氢性能 |
| 4.1.4 不同基体偏压下CrN薄膜的高温抗氧化性 |
| 4.1.5 不同基体偏压下CrN薄膜的膜基结合力 |
| 4.1.6 不同基体偏压下CrN薄膜的电化学腐蚀性能 |
| 4.2 基体偏压模式对CrN薄膜结构性能的影响 |
| 4.2.1 不同基体偏压模式下CrN薄膜的截面形貌和沉积速率 |
| 4.2.2 不同基体偏压模式下CrN薄膜的阻氢性能 |
| 4.2.3 不同基体偏压模式下CrN薄膜的高温抗氧化性 |
| 4.2.4 不同基体偏压模式下CrN薄膜的膜基结合力 |
| 4.2.5 不同基体偏压模式下CrN薄膜的电化学腐蚀性能 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 CrAlN阻氢薄膜结构和性能研究 |
| 5.1 基体偏压对CrAlN薄膜截面形貌和沉积速率的影响 |
| 5.2 基体偏压对CrAlN晶体结构的影响 |
| 5.3 基体偏压对CrAlN薄膜阻氢性能的影响 |
| 5.4 基体偏压对CrAlN薄膜高温抗氧化性能的影响 |
| 5.5 基体偏压对CrAlN薄膜膜基结合力的影响 |
| 5.6 基体偏压对CrAlN薄膜电化学腐蚀性能的影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（8）复合陶瓷涂层界面结构研究及阻氢性能评价（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 阻氢涂层研究现状 |
| 1.2.1 铝化物涂层及阻氢机理 |
| 1.2.2 硅化物陶瓷涂层及阻氢机理 |
| 1.2.3 钛基陶瓷涂层及阻氢机理 |
| 1.2.4 氧化物陶瓷涂层及阻氢机理 |
| 1.3 阻氢渗透涂层制备方法 |
| 1.3.1 包埋渗铝 |
| 1.3.2 等离子喷涂 |
| 1.3.3 化学气相沉积 |
| 1.3.4 物理气相沉积 |
| 1.4 氢在陶瓷-金属复合体系中渗透模型 |
| 1.5 选题依据及意义 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第二章 实验装置与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 基体材料 |
| 2.1.2 靶材选择 |
| 2.2 实验设备与方法 |
| 2.2.1 DZD600 型复合镀膜机 |
| 2.2.2 射频磁控溅射工作原理 |
| 2.3 氢渗透测试方法 |
| 2.4 不同材料中氢渗透机制研究 |
| 2.4.1 氢在金属中渗透机制研究 |
| 2.4.2 氢在陶瓷涂层中渗透机制研究 |
| 2.4.3 氢在陶瓷-金属复合体系中渗透机制研究 |
| 2.5 其他测试方法 |
| 2.5.1 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.5.2 X射线衍射分析(XRD) |
| 2.5.3 飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS) |
| 第三章 氧化物陶瓷涂层制备工艺优化 |
| 3.1 溅射压力对陶瓷涂层影响 |
| 3.2 溅射功率对陶瓷涂层影响 |
| 3.3 溅射气氛Ar/O_2比对陶瓷涂层影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 单层氧化物陶瓷涂层制备及阻氢性能研究 |
| 4.1 316L奥氏体不锈钢阻氢性能研究 |
| 4.2 单层氧化物陶瓷涂层制备及物理特性表征 |
| 4.3 四种单层氧化物陶瓷涂层阻氢性能研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 双层复合陶瓷涂层制备及阻氢性能研究 |
| 5.1 晶体/非晶结构复合陶瓷涂层制备及阻氢性能研究 |
| 5.2 非晶/晶体结构复合陶瓷涂层制备及阻氢性能研究 |
| 5.3 晶体/晶体结构复合陶瓷涂层制备及阻氢性能研究 |
| 5.4 不同复合结构双层陶瓷涂层阻氢性能评价 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
（9）新型Cr2O3基阻氚复合涂层的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 陶瓷阻氚涂层 |
| 1.3 石墨烯涂层 |
| 1.4 阻氚涂层制备技术 |
| 1.5 研究目的及内容 |
| 2 实验材料与方法 |
| 2.1 实验试剂及仪器 |
| 2.2 涂层的制备工艺 |
| 2.3 涂层的组织结构与形貌表征 |
| 2.4 涂层的性能测试 |
| 3 Al_2O_3/Cr_2O_3 复合涂层的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 电泳沉积次数对复合涂层微观形貌的影响 |
| 3.3 热处理温度对复合涂层组织结构和微观形貌的影响 |
| 3.4 热处理温度对复合涂层性能的影响 |
| 3.5 复合涂层的阻氘性能 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 GO-AlPO_4/Cr_2O_3 复合涂层的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 AlPO_4/Cr_2O_3 复合涂层的组织结构 |
| 4.3 GO含量对复合涂层微观形貌和结构的影响 |
| 4.4 GO含量对复合涂层性能的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 附录2 攻读硕士学位期间获得的奖励 |
（10）陶瓷阻氚涂层的研究现状及进展（论文提纲范文）
| 1 氧化物陶瓷涂层 |
| 1.1 Al2O3陶瓷涂层 |
| 1.2 Cr2O3陶瓷涂层 |
| 1.3 Er2O3陶瓷涂层 |
| 1.4 Y2O3陶瓷涂层 |
| 2 非氧化物陶瓷涂层 |
| 2.1 SiC陶瓷涂层 |
| 2.2 AlN陶瓷涂层 |
| 2.3 TiC陶瓷涂层 |
| 3 复合涂层 |
| 3.1 Al2O3/FeAl复合陶瓷涂层 |
| 3.2 Al2O3/TiC复合陶瓷涂层 |
| 3.3 Al2O3/Cr2O3复合陶瓷涂层 |
| 3.4 Al2O3/SiC复合陶瓷涂层 |
| 3.5 Al2O3/TiB2复合陶瓷涂层 |
| 4 结 论 |
四、复合膜对316L不锈钢氚渗透性能的影响（论文参考文献）
- [1]Fe-Ni-Al-O初始氧化物相图及316L不锈钢氧化铝涂层制备研究[D]. 梅海峰. 常州大学, 2021(01)
- [2]基于氢同位素研究钯银合金分离熔盐堆中的氚[D]. 黄豫. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2020(01)
- [3]Al2O3-TiO2复合涂层的制备及其阻氘性能的研究[D]. 戴佳敏. 苏州大学, 2020
- [4]磁控溅射制备Er2O3与Al2O3复合陶瓷薄膜及其表征[D]. 闫丹. 北京科技大学, 2020(01)
- [5]新型Cr2N及其复合阻氚涂层的制备与性能研究[D]. 郑立雨. 华中科技大学, 2020(01)
- [6]铁铝合金/氧化锆/磷酸盐复合阻氢涂层制备及其性能研究[D]. 董健. 北京科技大学, 2020(06)
- [7]高功率磁控溅射CrN基薄膜的制备及其阻氢性能研究[D]. 张炜鑫. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [8]复合陶瓷涂层界面结构研究及阻氢性能评价[D]. 王维静. 西安石油大学, 2019(08)
- [9]新型Cr2O3基阻氚复合涂层的制备及性能研究[D]. 狄姣. 华中科技大学, 2019(03)
- [10]陶瓷阻氚涂层的研究现状及进展[J]. 黄俊,谢浩,罗来马,张桂凯,汪小琳,吴玉程. 稀有金属, 2019(08)