Фольга палладий ПдСр-30: характеристики и применение
Фольга из сплава ПдСр-30 — это деформируемый полуфабрикат на основе палладия с 30 % серебра, выпускаемый в виде тонкого листа толщиной от 0,02 до 0,50 мм. Сплав относится к системе Pd–Ag непрерывного ряда твёрдых растворов и сохраняет однофазную ГЦК-структуру во всём диапазоне составов. Именно 30 % серебра обеспечивают компромисс между механической прочностью палладия и его способностью пропускать водород: при этой концентрации достигается максимальная водородопроницаемость среди сплавов Pd–Ag при одновременном подавлении -фазового перехода, который вызывает охрупчивание чистого палладия.
Технические параметры
| Параметр | Значение | Условия | Метод контроля | Единица |
|---|---|---|---|---|
| Плотность | 11,7–11,9 | 20 C | ГОСТ 20018 | г/см |
| Толщина | 0,02–0,50 | по ТУ | микрометрия | мм |
| Предел прочности | 320–480 | отожжённое состояние | ГОСТ 1497 | МПа |
| Относительное удлинение | 15–30 | отожжённое состояние | ГОСТ 1497 | % |
| Температура плавления | 1420–1450 | — | ДТА | C |
| Рабочая температура | до 500 | водородная среда | ресурсные испытания | C |
Структура и физико-механические свойства
Сплав ПдСр-30 кристаллизуется в гранецентрированной кубической решётке с параметром a 3,94 . Серебро, замещая атомы палладия в узлах решётки, вызывает твёрдорастворное упрочнение: предел текучести возрастает до 180–280 МПа в отожжённом состоянии и до 700–900 МПа после холодной прокатки со степенью обжатия 60–80 %. Фольга поставляется в мягком (М), полутвёрдом (ПТ) и твёрдом (Т) состояниях. Удельное электрическое сопротивление сплава — 0,22–0,24 мкОмм, температурный коэффициент сопротивления положительный и составляет около 0,0008 К. Магнитная восприимчивость близка к нулю, что позволяет применять фольгу в магниточувствительных узлах.
Ключевое отличие от чистого палладия — устойчивость к водородному охрупчиванию. При 30 % Ag критическая температура расслоения /-фаз снижается ниже комнатной, поэтому фольга сохраняет пластичность после длительного контакта с водородом при давлениях до 2,0 МПа и температурах 300–500 C.
Технология получения
Фольгу ПдСр-30 изготавливают по схеме: вакуумная индукционная плавка шихты из палладия марки ПдА-1 и серебра Ср-999,9 разливка в изложницы горячая ковка при 1100–1200 C горячая прокатка до 4–6 мм холодная прокатка с промежуточными отжигами в вакууме или защитной атмосфере аргона при 700–850 C финишная прокатка на многовалковых станах (кварто, 20-валковых) до толщины 0,02 мм резка на полосы требуемой ширины. Точность толщины по длине полосы — не хуже 3 %, разнотолщинность по ширине — не более 2 %. Кромки обрезаются дисковыми ножами; допускается поставка в рулонах, на катушках или в виде мерных листов.
Области применения
- Мембраны и диффузионные ячейки для получения водорода высокой чистоты (99,9999 %) в генераторах водорода и установках водородной энергетики.
- Каталитические сетки и фольговые носители в реакторах гидрирования и дегидрирования нефтехимических производств.
- Токоподводящие элементы и контакты в прецизионных реле, слаботочных разъёмах и датчиках, работающих в коррозионных средах.
- Экраны и поглотители водорода в вакуумных камерах, ускорителях и масс-спектрометрах.
- Ювелирное производство: промежуточные слои при изготовлении биметаллических заготовок и декоративных покрытий.
- Медицинские имплантаты и электроды для нейростимуляции, где требуется биосовместимость и коррозионная стойкость.
Условия эксплуатации и совместимость
Фольга ПдСр-30 устойчива в атмосфере водорода, азота, инертных газов, в растворах серной и соляной кислот умеренной концентрации. Не рекомендуется эксплуатация в средах, содержащих сероводород и пары ртути, вызывающие образование хрупких интерметаллидов. При пайке применяются припои на основе серебра (ПСр-45, ПСр-72) с флюсами, не содержащими хлоридов; сварка выполняется лазером в среде аргона. Для соединения с керамикой и стеклом используется диффузионная сварка при 600–700 C и давлении 5–15 МПа.
Вопросы и ответы
Чем фольга ПдСр-30 отличается от чистого палладия?
Сплав с 30 % серебра не охрупчивается при циклическом насыщении водородом, тогда как чистый палладий при температурах ниже 300 C претерпевает -переход и растрескивается. Водородопроницаемость ПдСр-30 выше, чем у чистого Pd, в 1,5–1,7 раза.
Какая минимальная толщина фольги доступна?
Стандартный сортамент начинается от 0,02 мм. Фольга тоньше 0,05 мм поставляется на полимерной подложке для защиты от механических повреждений при транспортировке и монтаже.
При какой температуре можно эксплуатировать фольгу в водородной среде?
Длительная работа допускается при 300–500 C. Кратковременный нагрев до 600 C возможен без потери целостности, но сопровождается рекристаллизацией и снижением прочности.
Как хранить фольгу ПдСр-30?
В сухом помещении при относительной влажности не выше 60 %, в герметичной упаковке из полиэтилена или в эксикаторе. Не допускается контакт с сернистыми соединениями и ртутью.
