基于氢储运装备内表面的阻氢涂层及制备方法技术

一种基于氢储运装备内表面的阻氢涂层及制备方法，该制备方法包括以下步骤：步骤S10，将基体的表面进行逐级打磨抛光并清洗风干后，通过PIII&D沉积技术在基体的表面上注入与沉积Ni离子，以得到从下往上依序层叠的沉积Ni层和注入层；步骤S11，在注入层的表面均匀地注入C离子，得到富含C离子的注入C层；步骤S12，对形成注入C层的试样进行退火处理，以使注入C层的表面偏析生长出石墨烯涂层。本发明专利技术提供的技术方案可操作性强、可控性好，通过该方法制备的石墨烯涂层与基体之间的结合强度高，阻氢性能良好，通过控制C离子注入量可以控制石墨烯涂层的厚度，技术可实现性强，适用于表面不能直接生长石墨烯的结构材料。

【技术实现步骤摘要】
基于氢储运装备内表面的阻氢涂层及制备方法
本专利技术涉及材料表面处理
，特别涉及一种基于氢储运装备内表面的阻氢涂层及制备方法。
技术介绍
氢能具有燃烧热值高、无污染等传统能源所不具备的众多优势，被誉为二十一世纪的终极能源，然而氢能装备用钢所面临的氢脆问题是一项严峻的挑战。通过在钢材表面覆盖一层阻氢涂层来阻止或延缓氢渗透、提高钢材的抗氢脆性能是当前非常有效的方法。近年来，石墨烯等二维材料在阻氢涂层中的应用逐渐得到研究人员的关注。石墨烯具有独特的二维特性，实验与理论研究都表明完美的石墨烯薄片对标准气体是不可渗透的，六元环网状分布的致密电子云使其对隧穿的微观粒子(即使是H原子)表现出优异的阻挡特性。然而，当前在不锈钢、管线钢等氢能装备用钢表面还难以直接生长石墨烯涂层，研究人员多采用化学气相沉积结合剥离转移的方法，这种方式生产效率很低，制备条件苛刻，难以在容器或管道内表面以及形状复杂的表面上制备，无法用于大规模的工业生产与应用。此外，要将CVD方法生长的石墨烯从铜镍表面分离花费成本高，大量酸的使用会对环境造成污染，且转移的过程中石本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于氢储运装备内表面的阻氢涂层，成形于基体的表面，其特征在于：包括成形于所述基体表面上的富含Ni离子的沉积Ni层，成形于所述沉积Ni层表面上的富含C离子的注入C层，以及成形于所述注入C层表面上的石墨烯涂层。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于氢储运装备内表面的阻氢涂层，成形于基体的表面，其特征在于：包括成形于所述基体表面上的富含Ni离子的沉积Ni层，成形于所述沉积Ni层表面上的富含C离子的注入C层，以及成形于所述注入C层表面上的石墨烯涂层。


2.根据权利要求1所述的基于氢储运装备内表面的阻氢涂层，其特征在于，所述基体的材料采用不锈钢或管线钢制成。


3.一种根据权利要求1或2所述的基于氢储运装备内表面的阻氢涂层的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：
步骤S10，将基体的表面进行逐级打磨抛光并清洗风干后，通过PIII&D沉积技术在基体的表面上注入与沉积Ni离子，以得到从下往上依序层叠的沉积Ni层和注入层；
步骤S11，在注入层的表面均匀地注入C离子，得到富含C离子的注入C层；
步骤S12，对形成注入C层的试样进行退火处理，以使注入C层的表面偏析生长出石墨烯涂层。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤S10中，沉积Ni层中的Ni离子呈倒梯度分布。


5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤S10中，所述将基体的表面进行逐级打磨抛光并清洗风干后的步骤具体包括；
采用150#、400#、600#、800#、1000#和2000#的SiC砂纸对基体进行逐级打磨抛光；
将抛光后的基体用...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖舒，石科军，周池楼，吴昊，陈国华，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44