PdY合金管束的氢渗透性能

• Published in: 核化学与放射化学 Vol. 43; no. 3; pp. 252 - 256
• Main Authors: 连旭东, 占勤, 丁卫东, 杨丽玲
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国原子能科学研究院 反应堆工程技术研究所,北京 102413 20.06.2021
• Subjects: 氢渗透; 渗透系数; PdY合金膜; 压力指数; 活化能
• ISSN: 0253-9950
• DOI: 10.7538/hhx.2021.43.03.0252

TL58; PdY合金膜因其具有良好的透氢性能与机械性能,有望应用于聚变堆氢同位素纯化工艺.基于PdY合金膜的服役参数及氚安全要求,有必要研究在低氢压下PdY合金膜的氢同位素渗透特性,为后续设计氢同位素纯化组件提供数据支撑.本工作基于直管外压式PdY扩散器,研究了低氢压(<50 kPa)、工作温度为350～450℃条件下,厚度为80μm的PdY合金薄膜管的氢渗透速率与膜两侧压力、工作温度的关系.结果表明,低氢压下,PdY合金膜的氢渗透规律符合J=Φp nH-pnLd,且压力指数n等于0.9,渗透速率控制机制主要表现为表面过程控速;提高工作温度使得合金膜的渗透通量增大,且温度对扩散过程的影响更大,使渗透过程更加趋于表面控速.此外,计算了该工作温度范围下的渗透系数,并通过阿伦尼乌斯公式推导求得渗透活化能约为24.54 kJ/mol,渗透常数 Φ0为5.86×10-6 mol/(m·s·kPa0.9).低氢压下,该厚度膜的渗透系数可由5.86×10-6 e-24.54/(RT)mol/(m·s·kPa0.9)进行计算.