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摘 要

钛钯合金作为在特殊条件下耐腐蚀性能优异的一种材料，在将来的工业发展中起到至关重要的作用。而钛钯合金吸氢与析氢问题的解决，将会成为钛钯合金正式应用的关键。本文致力于研究和讨论钛钯合金消除吸氢现象和解决析氢问题。

钛及钛合金具有高比强度、优良的耐蚀性、良好的高温性能, 在现代航空航天、军事工业、民用工业中占据越来越重要的位置。但是, 钛及钛合金自身硬度低、耐磨性能差的缺点限制了它的进一步应用。介绍了几种能改善表面性能的表面处理技术在钛及钛合金上的应用以及这些处理技术的特点和最新进展。

关键词：钛钯合金，吸氢，析氢

Abstract

Titanium palladium alloy as a material with excellent corrosion resistance in special conditions, plays a crucial role in the future of the industry. Titanium palladium alloy hydrogen absorbing and solve the problem of hydrogen, will become the key to the formal application of titanium palladium alloys. This paper is dedicated to the research and discussion of titanium palladium alloy to eliminate hydrogen absorption phenomenon and solve the problem of hydrogen.

Titanium and titanium alloys possessed many advantages, including high strength and low density, good corrosion-resistance and good high temperature properties.Titanium and titaniumalloyswere widely used in the space flight and aeronautic industries, the martial industry and domesticindustry. But the low hardness and wear-resistance confined the further application of these materials. It was possible to improve the surface properties of these materials by proper surface treatment. The application and newly progress of several surface treatment technologies were summarized.

Key word :Titanium palladium alloy ,Hydrogen absorption, Hydrogen evolution

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1 发展背景 1

1.2 钛及其合金的腐蚀 3

1.2.1 pH 值 3

1.2.2 温度 3

1.2.3 氟化物的影响 3

1.2.4 氢吸附 4

1.3 铂族及过渡金属对Ti合金钝化的影响 5

1.4 研究与解决方法 5

1.4.1　渗氢的危害及影响 5

1.4.2　渗氢的原因 6

1.4.3　减少渗氢的措施或消除渗氢 6

1.5 试验分析方法 8

第二章 钛钯合金的吸氢原理 10

2.1 钛及其合金的氢吸附机理及条件 10

2.1.1 酸碱条件 10

2.1.2 合金结构 11

2.1.3 极化电位 12

第三章 钛合金的析氢 13

3.1析氢的条件 13

3.1.1 阴极材料的影响 13

3.1.2 阴极材料表面状态的影响 13

3.1.3 阴极电流密度的影响 13

3.1.4 溶液成分的影响 13

3.1.5 化学除油 14

3.1.6 酸洗 14

3.1.7 使用缓蚀剂 14

3.1.8 进行喷砂、抛光等机械处理 15

3.1.9 酸处理后用高温碱液浸渍 15

3.1.10 酸溶液脱氧 15

第四章 钛钯合金渗氢问题的解决 16

结语 17

参考文献 18

致谢 21

第一章 引言

1.1 发展背景

钛在元素周期表中的序数为22,原子核由22个质子和20个～32个中子组成。钛的熔点为1668℃ ,比铁的熔点高138℃,是轻金属中的高熔点金属。钛的密度为4.151g/cm³,仅为铁的57.14%。常用钛合金TiO₆AlO₄V的密度更低一些, 仅为4.142 g/cm³。常温下,钛为A相,呈低温密排六方结构, 在885℃为体心立方结构的β相;TiO6AlO4V 的相变点在990℃。纯钛的电阻率和导热率与奥氏体不锈钢大致相当。钛的比容与奥氏体不锈钢相当,但由于密度小,则热容小,容易加热,也容易冷却^[1]。钛合金有很高的强度。文献^[2] 和^[3] 给出数据, 见表1。

表1 纯钛及钛合金的力学性能

表2 常用合金的比强度

1996～1998 年世界钛加工材的交货量呈增长势头,钛在航空和其他领域的应用也有所不同(见表3) ,用钛量在不断增长。预测钛的潜在市场在深海油田中, 在下一个五年中, 每年用于深海油田项目的经费将从现在的108亿美元增加到188亿美元,而且90%将继续用于海上浮体生产系统。从现在到2002年,世界上将有134个300米深海的油气田被开发。表4 列举了1996年世界各国在航空航天和民用工业领域的用钛量对比情况。美、独联体、西欧等国在航空领域中的用钛量占60% ～ 70%, 民用工业领域中西欧、独联体用钛量比美国大。亚洲的日本、中国等民用工业的用钛量却占90% , 航空领域占的份额很小^[4]。

表3 世界钛应用市场用钛情况^[5] (t)

表4 1996 年世界各国用钛量对比 ^[6] (%)

1.2 钛及其合金的腐蚀

1.2.1 pH 值

当pH 值＜4 时，Ti变得活泼氧化膜开始溶解，钝化-活化的转折点已不在电位范围-0. 7 ～-0. 3 V之间^［7］，腐蚀反应速度加快，并伴随TiHx的生成。如果钛合金表面富集Pd /Ｒu，腐蚀速率将会受到抑制^［8］。即使在高温、强酸环境

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