2-87  真空高温加氢法锆—钯复合膜的制备

陈绍华  邢丕峰  刘  俊

初步研究了锆钯复合膜真空高温加氢制备技术，包括锆表面氧化膜真空高温除氧加氢法，即在真空、高温下使锆表面氧化膜分解，再在氢环境中使其洁净表面上形成一层氢化锆保护膜的去除技术和在氢化锆表面上镀钯膜技术；镀钯膜后的真空高温退火除氢，最终达到制备锆钯复合膜的目的。

所采用的工艺：超高纯氢气（99.9999%）为原料气，超高纯的氩气（99.9999%）和超高纯氦气（99.9999%）为流洗气，处理后锆膜（纯度99.95%，Ø50mm´0.21 mm）；反应器真空度0.4mPa；氢气分压30，60，100kPa，反应器内总压100kPa，用氩气补足余下压力；反应温度650℃、时间2~35h。磁控离子溅射镀钯膜条件：溅射室中背景真空6.6mPa；靶基距60mm；工作时的阳极电压2.4kV；工作电流6.0A；耦合电流<2.0A；溅射沉积时间10 min；刻蚀气体为氩气，纯度99.999%，气压1.2Pa。

采用真空高温加氢法去除了锆表面氧化膜（图1），采用溅射镀膜法在去掉锆表面氧化膜的表面上进行了镀钯膜制备。根据对镀膜的表面分析，又进行了镀膜的退火处理，最终得到去除了表面氧化膜的表面镀钯的锆表面改性膜。真空高温加氢反应对原料气的纯度和反应器的真空度要求极高。加氢反应应控制在反应的平衡期。在石英反应器中，650℃，40mPa条件下，不仅可去除锆表面原生的氧化膜，也可去除锆氧化发蓝的厚层氧化膜，加氢反应后的氢化物为金属原色。采用溅射镀膜，膜面均匀、细腻、光亮，对膜厚较易控制。镀膜的退火非常重要，可以消除镀膜内应力，增强镀膜与锆基体之间的结合力，提高镀膜寿命；可使氢化锆中的氢与锆分解并从膜中脱逸出来，使钯与锆真正紧密结合。