Диск палладиевый ПдСр 70-30: характеристики сплава и применение
Диск палладиевый ПдСр 70-30 — полуфабрикат из палладиево-серебряного сплава, содержащего 70 % палладия и 30 % серебра. Сплав системы Pd–Ag в этом соотношении образует непрерывный твёрдый раствор с гранецентрированной кубической решёткой и не претерпевает фазовых превращений в твёрдом состоянии. Именно поэтому диски ПдСр 70-30 сохраняют стабильную структуру при длительной эксплуатации в водородсодержащих средах, где чистый палладий склонен к водородному охрупчиванию.
Легирование серебром снижает температуру плавления относительно чистого Pd, повышает электрическое сопротивление и одновременно увеличивает водородопроницаемость. Диски выпускают методами горячей и холодной прокатки с последующим отжигом; типовые толщины — от 0,1 до 5,0 мм, диаметр — от 10 до 200 мм. Твёрдость в отожжённом состоянии — 60–90 HV, после нагартовки — до 160 HV.
Технические параметры
| Параметр | Значение | Единица | Условие | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Содержание Pd | 70 0,5 | % масс. | по шихте | спектральный анализ |
| Плотность | 11,7–11,9 | г/см | 20 C | гидростатика |
| Температура плавления | 1420–1450 | C | ликвидус | ДТА |
| Удельное сопротивление | 0,20–0,22 | мкОмм | 20 C | четырёхзондовый |
| Толщина диска | 0,1–5,0 | мм | прокат | микрометрия |
| Шероховатость | Ra 0,8 | мкм | после шлифовки | профилометрия |
Области применения
- Мембраны и диски диффузионных ячеек для получения водорода особой чистоты (99,9999 %) в установках водородной очистки.
- Мембранные элементы газоразделительных модулей нефтехимических производств, работающие при 300–500 C.
- Токосъёмные контакты и коллекторные пластины в низковольтной аппаратуре.
- Каталитические сетки и подложки в реакторах гидрирования и дегидрирования.
- Электроды электрохимических датчиков кислорода и водорода.
- Мишени для магнетронного напыления функциональных покрытий.
Условия эксплуатации и совместимость
Диски ПдСр 70-30 работоспособны в восстановительных и инертных средах при избыточном давлении до 3 МПа. Водородопроницаемость при 400 C достигает 1,5–2,0 см/(сммин) при перепаде давления 0,1 МПа. Контакт с сероводородом и парами серы недопустим: образуется сульфидная плёнка, блокирующая диффузию. Соединения дисков с корпусными деталями из нержавеющих сталей выполняют диффузионной сваркой или пайкой твёрдыми припоями на основе серебра.
Вопросы и ответы
Чем обусловлено содержание серебра 30 % в сплаве ПдСр 70-30?
При 30 % Ag достигается максимум водородопроницаемости при сохранении механической прочности; дальнейший рост доли серебра снижает стойкость к водородному охрупчиванию.
При какой температуре эксплуатируют диски ПдСр 70-30?
Рабочий диапазон — 200–500 C. Ниже 200 C диффузия водорода замедляется, выше 500 C возрастает испарение серебра и ползучесть.
Допускается ли контакт с сероводородом?
Нет. HS и сероорганические соединения формируют на поверхности сульфиды палладия, необратимо снижающие проницаемость мембраны.
Как отличить отожжённый диск от нагартованного?
По твёрдости: отожжённый — 60–90 HV, нагартованный — до 160 HV. Нагартовка повышает прочность, но снижает пластичность при формовке.
