韦甜甜，吴晨曦，张艳丽，王仲民，葛 宇，王 凤，姚青荣，邓健秋，周怀营

(桂林电子科技大学 材料科学与工程学院，广西 桂林 541004)

0 引 言

同商业应用的Pd及Pd氢渗透合金膜材料相比，金属铌(Nb)具有高的氢扩散速率、低成本、资源储量大等优点，是Pd及其合金氢渗膜材料的理想替代材料之一[1-6]。但Nb金属的氢溶解度大，其吸氢后形成的氢化物易引起氢脆，导致膜材料结构失效而限制了其氢渗氢应用[7-11]。研究证实，合金法是克服渗氢合金膜氢脆问题的有效方法之一，合金化是通过其他组元的加入改变基体金属的晶格参数，从而影响合金材料的氢原子吸附位点，进而减小合金的吸氢量，提高抗氢脆性[12-16]。

日本学者K.Tsuchimoto[11]等研究表明，Nb-5W合金具备较好的氢渗透综合性能，掺杂Mo的三元Nb-5W-5Mo合金在氢压大于0.2MPa时的抗氢脆性明显提高。G.X.Zhang等研究表明[1]，Nb金属添加钨(W)或钌(Ru)后，Nb金属的氢扩散系数(DH)增大。二元或多元掺杂使得Nb金属的晶体微观结构发生变化，固溶强化和新的相组织的生成对合金的渗氢性能和机械性能有重要影响。Awakura等进一步证实，三元及以上合金化调制Nb金属比单一元素掺杂的效果更为明显[11]。Co的原子半径比Nb小，Co掺杂后会引起Nb基固溶体晶格晶胞收缩，产生固溶强化，从而能够提高其机械强度。同时，Co与Nb的二元合金相图存在中间相，Co在Nb基合金中固溶饱和后有析出富Co的多元相，能够对目标合金的氢扩散系数产生影响[5,7,17]。基于此，本文以Nb-5W为基础成分，研究了第三组元(Co)掺杂对Nb95-xW5Cox(x=1, 2, 3, 5)合金结构和氢扩散系数的影响规律，并对合金氢化的热力学及机械性能进行了分析。……