В. А. Полухин, Н. И. Сидоров, Э. Д. Курбанова, Р. М. Белякова.
АННОТАЦИЯ
Проведен анализ сплавов и методов их синтеза для мембранных технологий получения сверхчистого водорода. Рассмотрены как традиционные сплавы на основе Pd, так и сплавы на основе на основе более дешевых металлов V и VIII группы на примере бинарных Nb-Ni, V-Ni, Ta-Nb легированных Тi, Zr, Mo, Hf и W. Рассмотрены достижения кинетических, прочностных характеристик, термостабильности, износостойкости и устойчивой функциональности мембранных аморфных и нанокристаллических сплавов с альтернативными составами на основе элементов V группы. Рассмотрены проблемы интерметаллидного водородного охрупчивания при длительных процессах водородной селективности. Предложено решение этих проблем с помощью разработки новых сплавов на основе металлов V и VIII группы, легированных элементами Ti, Mo, Hf, W; ограничение температурного диапазона от 473 до 673 К; ограничение предельно допустимых концентраций водорода H/M – менее 0.22. Проанализированы также мембранные сплавы твердых растворов составов Nb(V, Ta)–Ti–Ni с дуплексной матричной структурой – эвтектических фаз и первичных фаз соответственно {ОЦК-(Nb, Ti) + TiNi} + {Nb(V, Ta), Ti} и соединений NiTi и NiTi2, стабилизирующих и предохраняющих матричную структуру от хрупкого разрушения. Рассматриваемые альтернативные сплавы действительно позволяют получить газообразный водород высокой чистоты с применением новых составов взамен дорогостоящих мембран на основе сплавов Pd-Au/Ag/Cu.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
аморфные и нанокристаллические сплавы, никель, титан, цирконий, ниобий, структуризация, мембранное разделение газов, очистка водорода, растворимость, проницаемость водорода, аккумуляция, термостабильность, хрупкость, кристаллизация, моделирование, диффузия, нанофазы, гидриды Me-H, охрупчивание, дуплексная матричная микроструктура.
DOI: 10.31857/S0235010622020050