表面氧污染影响钛膜吸氢量的机理

表面氧污染的钛膜，其吸氢能力比清洁钛膜降低达数倍之多。在厚度d为40nm，表面氧污染的钛膜表面上，重新蒸镀一层极薄的（约1．2nm）清洁钛膜，吸氢、释氢的测量表明其吸氢能力得到恢复。另外，还对其他四块不同厚度的钛膜，在表面清洁及氧污染的条件下，分别进行了吸氢能力实验。实验结果证实：氧污染降低钛膜吸氢能力的原因是使钛膜上氢分子解离的位置减少，而不是扩散阻挡层的作用。     

表面氧污染影响钛膜吸氢量的机理

表面氧污染的钛膜，其吸氢能力比清洁钛膜降低达数倍之多。在厚度ｄ＝４００Ａ，表面氧污染的钛膜上重新蒸镀，使其表面再生一层极薄的清洁钛膜。吸氢，释氢测量表明其吸氢能力得到恢复。     

钛膜吸氢与释氢特性的研究

在SKL－12型多功能谱仪的预处理室中，采用超高真空镀膜的方法，得到了表面清洁的钛膜。对表面清洁及有一定量氧污染的钛膜进行了吸氢、释氢实验，并用理论模型拟合实验数据。结果表明：表面氧污染使钛膜吸氢能力降低，其原因在于氧原子占据了钛膜表面的吸附位置，使氢解离为原子的几率降低。     

钛膜吸氢与释氢特性的研究

在ＳＫＬ－１２型多功能谱仪的预处理室中，采用超高真空镀膜的方法，得到了表面清洁的钛膜。对表面清洁及表面一定量氧污染的钛膜进行了吸氢，释氢实验，并用理论模型拟合实验数据。结果表明：表面氧污染使钛膜吸氢能力降低，其原因在于氧原子占据了钛膜表面的吸附位置，使Ｈ２解离为原子的几率降低。     

钛膜吸氢与释氢特性的研究

在ＳＫＬ－１２型多功能谱仪的预处理室中，采用超高真空镀膜的方法，得到了表面清洁的钛膜。对表面清洁及有一定量氧污染的钛膜进行了吸氢、释氢实验，并用理论模型拟合实验数据。结果表明：表面氧污染使太膜吸氢能力降低，其原因在于氧原子占据了钛膜表面的吸附位置，使氢解离为原子的几率降低。     

钯对钛膜吸氢能力的抗污染作用的研究

为寻求一种防止因表面污染而导致钛膜吸氢能力下降的的途径，用表面分析方法检测样品表面状态，用质谱仪测量样品吸氢能力，研究了表面状态和吸氢能力的相互关系。采用在钛膜上淀积钯膜的方法，可使受碳，氧污染的钛膜吸氢能力得以恢复。这种钯／太复合结构在吸氢有力上对碳，氧污染并不灵敏     

碳污染对钛膜吸氢能力影响的研究

在钼基底上蒸镀钛膜，用乙炔（C2H2）在钛膜表面引入碳污染，用X射线光电子谱和俄歇电子谱研究钛膜表面的碳的化学状态，以及表面的碳污染对钛膜吸氢能力的影响。实验发现，碳在钛表面以两种到三种化学状态存在。碳在钛表面将使钛膜的吸氢能力下降，而且不同化学状态的碳对钛膜吸氢能力的影响也不同。实验结果表明，呈TiC状态的碳是降低钛膜吸氢能力的主要因素，其原因是它使解离吸附位置减少。     

钯对钛膜吸氢能力的抗污染作用的研究

为寻求一种防止因表面污染而导致钛膜吸氢能力下降的途径，用表面分析方法检测样品表面状态，用质谱仪测量样品吸氧能力，研究了表面状态和吸氢能力的相互关系。采用在钛膜上淀积钯膜（蒸发或溅射）的方法，可使受碳、氧污染的钛膜吸氢能力得以恢复。这种钯／钛复合结构在吸氢能力上对碳、氧污染并不灵敏。对样品的近费米能级处的占有电子态密度（densityofstate，DOS）的测量证明，凡吸氢能力良好的样品，DOS呈峰形结构。具有抗污染能力的钯／钛结构，其DOS因污染而导致的变化很小，而无抗污染能力的钛膜，其峰形结构受污染作用而消失。这种峰形结构能提供氢分子解离吸附过程中所需的电子。     

碳污染对钛膜吸氢能力影响的研究

在钼基底上蒸镀钛膜，用乙炔在钛膜表面引入碳污染，用Ｘ射线光电子谱和俄歇电子谱研究钛膜表面的碳的化学状态，以及表面的碳污染对钛吸氢能力的影响。实验发现，碳在钛表面以二种到三种化学状态存在。碳在钛表面将使钛膜的吸氢能力下降，而且不同化学状态的碳对钛膜吸氢能力的影响也不同。实验结果表明，呈ＴｉＣ状态的碳是降低钛膜吸氢能力的主要因素，共原因是它使解离吸附位置减少。     

钛膜表面阳极氧化层对吸附和解吸氘特性影响的研究

在金属氢化物热力学和动力学参数测试系统上分别对表面覆盖Pd膜的钛膜和表面有阳极氧化层的钛膜进行了吸附和解吸氘特性的研究,吸附氘气的研究包括恒温吸氘和变温吸氘。其研究结果表明：初始吸附氘气的速率随氧化层厚度的增加而变慢,吸附氘气达到平衡的时间越长;在相同的升温速率和相同的初始氘气压力下,明显吸附氘气的温度随氧化层厚度的增加而升高;阳极氧化层降低了热解吸反应的速率,提高了热解吸主峰位对应的温度;氧化层越厚的试样,其热解吸主峰位所对应的温度越高;钛膜和氘化钛膜表面阳极氧化层具有一定的阻氘性能,且阳极氧化层越厚,其阻氘性能越强。     

TiN涂层表面氧化层研究

在高速钢表面沉积ＴｉＮ涂层，运用ＳＥＭ，ＸＲＤ和ＸＰＳ等方法研究了ＴｉＮ涂层表面氧化物形成机理。结果表明，ＴｉＮ涂层表面氧化物为ＴｉＯ２，膜厚度约６０ｎｍ，系由涂层表面吸附氧而形成。     

贮氢材料TiFeMm中毒与再生的研究

本文概括叙述了贮氢材料TiFeMm的贮氢特性及其表面中毒与再生机制。在贮氢材料TiFe中添加少量混合稀土金属Mm,改善了它的活化条件。我们发现,当使用98％工业纯氢气吸氢时,由于表面中毒,贮氢量下降。第一个吸放氢循环,其吸氢量下降约23％;第三个循环,其下降约61％。尽管如此,TiFeMm的抗毒性能还是比TiFe要好。中毒后的TiFeMm,经三次纯氢循环再生后,贮氢容量可回升到96％。由UPS分析表明,TiFeMm表面上过渡金属铁的d带峰强度是预测催化性质的重要依据。从AES、XPS分析结果指出,TiFeMm表面上的钛与铁分别呈TiO和金属态铁,还有少量氧与碳的表面污染。很明显,表面中毒以后,分别形成TiO_2和Fe_3O_4的表面化合物,从而抑制氢分子H_2→2H催化分裂和氢的渗透,致使贮氢量下降。从应用观点出发,我们相信,试验结果对于类似贮氢材料是很重要的。     

表面等离子共振氢敏传感器理论和模拟

提出了一种钯(Pd)膜氢敏感表面等离子共振传感器结构,该传感器以镀在棱镜端面的 Pd作为氢敏感膜。Pd 膜吸氢以后发生化学反应,生成的 PdHx使折射率发生变化,同时,它作为金属膜产生 SPW,当折射率变化时又在金属和介质表面产生表面等离子共振。利用 Fortran 语言程序进行了表面等离子共振氢敏传感器的 Pd 膜厚度和传感器灵敏度数值模拟。氢气浓度的变化引起折射率的变化,数值模拟表明,表面等离子共振氢敏传感器的灵敏度与 Pd 膜厚度有关,当 Pd膜的厚度在 10-30nm 时,氢气浓度在 1%-10%范围内具有较高的灵敏度。这种传感器结构将用于监测氢气作燃料的商用和军用机车的氢气泄漏。     

氧等离子体处理对氧化铟锡表面化学状态影响的ADXPS研究

利用变角X射线光电子谱对氧等离子体处理前后氧化铟锡ITO薄膜的表面化学状态进行了表征.实验发现用溶剂清洗之后的ITO薄膜表面存在一层厚度大约为0.7nm的非导电碳氢化合物污染层.氧等离子体处理方法可有效地消除C污染,而残存的少量污染C被部分氧化形成含羰基和羧基的化学物种.氧等离子体处理不仅提高了约5.0nm深度范围内的ITO薄膜表层中O的总体含量,更重要的是提高了膜层中O2-离子氧种的含量,改变了膜层化学结构,使得ITO薄膜表面的导电性能降低,同时改善了整个表面层化学结构的均匀性.     

表面改性对抗氧钢吸氢和抗氢性能的影响

利用激光，电子束，磁控溅射镀铝等进行表面处理，探讨了Ｊ７５钢表面特性的改变及其对材料吸氢能力和抗氢脆性能的影响。结果表明，表面改性后吸氢能力降低，材料内部的含氢量减少，最大减少幅度达１４．４％，抗氢脆性性能则明显提高，达到３０％以上。     

氧等离子体处理对氧化铟锡表面化学状态影响的ADXPS研究

利用变角X射线光电子谱对氧等离子体处理前后氧化铟锡ITO薄膜的表面化学状态进行了表征,实验发现用溶剂清洗之后的ITO薄膜表面存在一层厚度大约为0．7nm的非导电碳氢化合物污染层,氧等离子体处理方法可有效地消除C污染,而残存的少量污染C被部分氧化形成含羰基和基的化学物种,氧等离子体处理不仅提高了约5．0nm深度范围内的ITO薄膜表层中O的总体含量,更重要的是提高了膜层中O2－离子氧种的含量,改变了膜层化学结构,使得ITO薄膜表面的导电性能降低,同时改善了整个表面层化学结构的均匀性。     

贮氢材料LaNi_5的表面分凝

本文报告了贮氢材料LaNi_5的表面分凝及其影响因素。AES的深度剖面分析发现,气氛中的氧引起镧的表面分凝,在LaNi_5表层中,镧扩散到表面并且氧化。与此同时,镍以金属态析出,最表层为富镧贫镍层;次表层为富镍贫镧层。表面分凝层的厚度与分凝速度随温度增加而增加。在室温、超高真空中,清洁LaNi_5的表面分凝速度相当迅速,且与氧有关。表面分凝在贮氢材料研究中十分重要,它为改善材料活化、表面催化性质,为阐明贮氢表面机制提供实验数据。     

铝酸盐体系下反应时间对ZrH1.8表面阻氢膜层制备的影响

采用微弧氧化技术在NaAlO₂电解液体系下制备ZrH_1.8表面阻氢膜层, 采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM), X射线衍射(XRD), 真空脱氢实验对膜层进行表征, 考察不同反应时间对ZrH_1.8表面阻氢膜层的厚度、形貌、相结构以及阻氢性能的影响规律。研究结果表明：当反应时间在7.5~15 min变化时, 膜层厚度由78.4 μm增大至152.8 μm。膜层由单斜相M-ZrO₂、四方相T-ZrO₂以及立方相C-ZrO₂组成, 反应时间对膜层的相组成并无明显影响。阻氢膜层由致密层和疏松层构成, 膜层外侧为疏松层, 靠近基体一侧为致密层。当反应时间为10 min时, 获得的膜层表面平整, 致密性较好, 厚度适中, 膜层的氢渗透降低因子PRF值为20。     

钛-氢体系的物理化学性质

综合评述了钛一氢体系的物理化学性质。钛是一种具有同素异型转变点L（1155K）的吸氢金属，氢在α钛和β钛中有不同的溶解度，在Tc以下易形成具有面心立方晶格结构的TiH2，氢原子溶解在晶格中，占据四面体间隙位（T）。钛加热吸氢时晶格发生膨胀，产生体胀效应，当温度降低时氢化物又会沿惯习面发生偏析。氢在钛中的扩散在高温时表现为正常扩散即lnD与1／T呈直线关系，在低温时存在隧道扩散。钛一氢体系的热力学p—c-T曲线表现出良好的平台性且在高于593K时存在两个平台。测定了钛一氢体系的反应的动力学扩散活化能和表观活化能。     

物理气相沉积黄铜镀层对钛丝绳和橡胶粘合性能的影响研究

利用物理气相沉积（PVD）在钛丝绳表面沉积黄铜镀层,研究了钛基体表面处理、黄铜镀层成分、镀层厚度以及镀层形貌对钛丝绳和橡胶粘合力的影响。结果表明,有效去除钛基体表面钝化层并采用打底过渡层方式,可以提高黄铜镀层和钛基体的结合力;钛丝绳和橡胶粘合力随着黄铜镀层中Zn含量的升高而增加,Zn≥30%时进入增长平台区;镀层厚度增加会降低钛丝绳和橡胶粘合力,而膜层表面粗糙度增大则有利于粘合力的提高。