河北工业大学
硕士学位论文
化学镀法制备Pd/多孔不锈钢复合膜的相关基础研究
姓名：张宝树
申请学位级别：硕士
专业：化学工艺
指导教师：侯凯湖
20080301
河北工业大学硕士学位论文
化学镀法制备Pd/多孔不锈钢复合膜的相关基础研究
摘要
钯对氢有极大的溶解性、渗透性，且没有其它金属那样易产生难熔氧化膜的问题，所以钯成为氢气在膜中传递方面研究所采用的主要材料。金属钯及其合金膜由于具有良好的机械和热稳定性及唯一的选择透氢特性特点，除了用作氢气分离和纯化器外，还可以用作脱氢、制氢等反应的反应器，实现反应和分离的一体化。钯及其合金复合膜在涉氢反应、含氢气体的分离与提纯等方面有着广阔的应用前景。
本论文研究了化学镀法制备Pd/多孔不锈钢复合膜的主要相关基础问题：对化学镀过程中进行了改进；考察了化学镀条件对钯膜的微观结构的影响；实验测试了所制备的复合膜的渗透性能，具体研究内容和结果如下：
1. 化学镀方法的改进，主要在活化方法和肼浓度的添加方式两方面进行了改进。活化方法的改进主要是对钯盐溶液浸渍-高温氧化还原方法的改进：钯盐溶液浸渍载体时使用了超声浸渍。结果表明，该方法减少了浸渍时间；增加了活化后钯颗粒的分散度和浸渍量；化学镀所得钯膜质量较好。对于肼的加入方式，主要考察了文献报道的两次加入法和本实验的六次加入法。结果表明，六次加入法所得钯膜均匀性优于两次加入法所得钯膜的。
2. 较系统地研究了化学镀条件对钯膜微观结构的影响。考察了化学镀条件（温度、[PdCl2]和化学镀时间）对钯膜微观结构的影响，并用扫描电镜对膜结构进行了表征。结果表明，在化学镀条件下基于钯晶粒的类柱状沉积而形成钯膜；钯晶粒的类柱状沉积柱径随着化学镀温度和化学镀时间的增加而增大，镀液中氯化钯浓度对其影响较小。
3. 实验研究了采用改进的化学镀方法制备的钯膜的渗透性能。氢渗透Pd/PSS复合膜过程中，氢以溶解-扩散方式传过钯膜。氢的渗透通量随着钯膜两侧压力差和温度的增加而增大；渗透公式中的压力指数随膜厚的增加而减少。
关键词：化学镀，钯复合膜，多孔不锈钢，微观结构，渗透性能
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化学镀法制备Pd/多孔不锈钢复合膜的相关基础研究
STUDY ON THE BASIC ISSUES OF PREPARING Pd/POROUS STAINLESS-STEEL COMPOSITE MEMEBRANES BY
ELECTROLESS PLATING
ABSTRACT
Palladium has a huge hydrogen dissolution and permeability, and higher resistance to oxide film formation, compared with other metals in high temperature. So palladium is the most commonly material used for hydrogen transfer through itself. It is well known that Pd and its alloy membranes have been commonly used as hydrogen separators and hydrogenation /dehydrogenation membrane reactors. Palladium and its alloy composite membranes have widely potential applications in hydrogen separation, purification and reactions associated with hydrogen.
This article mainly studies on the basic issues of preparing palladium membranes using electroless plating: Improving the processing of electroless plating; theoretically analyzing effects of the plating conditions on the microstructure of the palladium membranes; experimentally evaluating the permeation performance of the membranes prepared. The details are given as follow:
1. An improved electroless plating technique with the activation method and hydrazine addition was developed for preparing palladium composite membranes. A new method, which the activation utilized palladium（Ⅱ）solution impregnation with ultrasonic wave and oxidized--reduced at high temperatures was presented. Experimental results indicate that using the new method evened the profile of Pd particles and reduced the dipping time. By compared to the addition modes: hydrazine added at twice and hydrazine added six times, it was found that the palladium membrane prepared with the hydrazine added at six times is denser and flatter than that prpared with the hydrazine added at twice.
2. Effects of the plating conditions, such as temperature、[PdCl2] and plating time, on the palladium membrane microstructure were investigated throughoutly Results indicate that the Pd membrane formation was originated from column-like deposition of crystal Pd particles; the size of crystal Pd columns-like deposited increased with the increasing in plating temperature and time; effect of PdCl2 concentration on the size of those was not significant.
3. The performance of the membranes prepared by developed electroless plating was examined.Hydrogen permeation through Pd membrane follows the solution--diffusion mechanism. With the increase of temperature and pressure difference crossover the membrane，the H2 permeability was increased. While the thickness of Pd membranes was increased, the exponential in H2 penetration expressions was decreased.
Key words: electroless plating, palladium composite membrane, porous stainless-steel, microstructure, permeance performance
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第一章 绪论
§1-1 前言
石化资源日益枯竭，人类面临着严峻的能源问题。开发新能源，提高能量利用率，是人类能源战略
的需求。由于氢具有氢热值高、燃烧性能好、点燃快、燃点高、无毒等优点，所示氢被视为21世纪理想的无污染能源，已成为人们关注的焦点之一。金属钯及其合金膜由于具有透氢性能良好和耐高温的特点，不但用作氢分离和纯化器，还可以用作脱氢、加氢和制氢等反应的反应器，实现反应和分离的一体化。此外，钯膜在半导体、航天工业及核工业等都有重要应用。因此，钯膜的研究越来越多得到研究者重视。
§1-2金属钯的性质
1-2-1钯基本性质
钯是银白色金属，比铂硬，而可锻性和延性也都很好。熔点1552℃，沸点为3980℃，都是本族金属
中最低的。20℃时密度为12.023g·cm -3，(相应的原子数密度为6.805×1022cm -3)，杨氏模量为1.515×1011Pa ，25℃时热导率为0.718W·（cm·K ）-1。电阻率在0℃时为10.0μ?·cm 。Pd 是顺磁性的，磁化率(cgs 单位)在18℃时为574.6cm 3·mol -1。Pd 晶格为面心立方格子(fcc)，20℃时晶格常数为3.890，原子的Goldschmidt 半径为1.37。0K 、1atm 条件下的结合能为376.0kJ· mol 0
Α0Α-1(3.897eV·atom -1)。Debye 温度的低温极限为
274K [1-3]。钯在低于熔点的温度下就变软，并开始蒸发。致密的钯在湿空气中或臭氧中均不失去光泽，在暗红热的温度下与氧化合成PdO 。在加热的情况下所有的卤素都能腐蚀钯，但碘蒸气即使对粉末状的钯也不能作用完全。钯在铂族金属中是最易溶于酸的，浓盐酸对致密的如溶解极慢，浓硝酸、浓硫酸热时均能溶解钯，稀硝酸只能溶解合金中的钯，不能溶解纯钯。硫酸氢钾可以熔融钯。Pd 除了从Pt 矿石中提取外，主要从Ni 精炼的副产品中得来[4]。
1-2-2钯选择渗透氢性
Pd 属铂族元素。Pd 是元素周期表中唯一将最外层电子全部填充到4d 轨道的元素。早期理论认为其
4d 带存在0.6个空穴，近期实验证明空穴数应为0.36。可能正是这种缺陷使钯具有许多特殊性质，如常温下最大的吸氢能力，氖在钯晶格中的异常行为(冷聚变)，选择透氢性能等。在Pt 族元素中Pd 吸H 能力最强，在常温常压下其吸H 原子比H/Pd=0.71，海绵状或粉末状的钯能吸收其体积900倍的氢气[5]。在真空中加热至100℃时又能将溶解的氢释放出来，如果钯膜两侧存在氢压差，则氢就会从压力较高的一侧向较低的一侧渗透。
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图1.1各种金属的透氢性比较[8,9]
Fig. 1.1 Comparison of H2 permeability for different metals
金属钯及合金膜是最早研究用于氢分离的无机膜[6]。也可能是目前用于气体分离的唯一商业化的无
机膜[7]。图1.1比较了钯与其它金属的透氢性，不含钯的其它致密金属透氢膜也有一些报道[10]，如铂膜[11,12]、钒膜[13]、钒镍合金膜[14,15]、铌膜[16]、钽膜[17-18]等等，但这些金属膜不是透氢率低，就是稳定性差。
1-2-3钯的氢脆性
众所周知，氢与钯接触时，会形成氢化钯。氢原子在钯膜中溶解后可以形成氢化钯的固态溶液，而氢在该固态溶液中具有很高的流动性，导致氢在钯膜中的扩散。二元氢化物按其结构大致可分成三种类型:
(1)离子型氢化物(又称盐型氢化物)。碱金属及碱土金属钙、锶、钡能跟氢气在高温下直接反应生成如NaH、CaH2等。在反应过程中氢夺取金属原子的价电子形成带1个单位负电荷的离子H-。这类氢化物都是离子晶体，具有较高的熔点，在熔融状态下能够导电。
(2)共价型氢化物(又称分子型氢化物)，如HCl、H2S、NH3、CH4等都属于分子晶体，熔点、沸点较低。
(3)金属型氢化物(因体积很小的氢原子只占据金属晶格中的空隙位置，又称间充型氢化物)，这类氢化物的组成不符合正常化合价规律，如，LaH2.76、CeH2.69、TiH2、LaNi5H6等。晶格中金属原子的排列基本上保持不变，只是相邻原子间距离稍有增加，具有类似合金的结构，无固定组成，所以也称合金型氢化物。
氢化钯正是典型的金属型氢化物，氢是以原子状态溶于钯中。氢化钯在不同的温度和氢气压力下会有α、β(如图1.2)两种不同的晶相。当温度低于298 (313
℃℃[20])，并且氢气压力低于2MPa时，氢溶解
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于钯后首先会形成α相氢化钯，随钯金属中氢浓度的提高，β相氢化钯从α相氢化钯中析出，引起H/Pd之比出现骤然升高，并导致晶格急剧膨胀(例如20℃时，β相的析出可使H/Pd之比从约0.03骤然升高到约0.57, FCC晶格常数则从3.894nm升高到4.018nm[21]，因而造成严重的晶格畸变。当α相氢化钯完全转化为β相时，这种不连续的、急剧的晶格膨胀才消失。同理，当氢气压力下降时，α相氢化钯也会从β相中析出，引起H/Pd之比会出现骤然降低，并导致钯晶格收缩[22]。反复的α相β相转变将使钯膜脆裂，这就是氢脆现象。当然，298℃以下时，温度越高，α、β相氢化钯共存的H/Pd范围越窄，氢脆强度越弱。
钯一氢体系的相图示意图如图1.3所示[23]，图中虚线所围成的区域即是α、β氢化钯的共存区域。要注意的是，文献中有很多版本的钯一氢相图，多数只是示意图，而且相差甚大。需要的话，应参考更精确的相图。钯一氢体系的相图还可参看文献[19,23]。
图1.2 Pd—H2体系相图
Fig. 1.2 Typical absorption relationship in the palladium hydrogen systems 为避免氢脆现象的发生，一种方法是完全避免β氢化钯的产生，使钯膜只在能形成α氢化钯的条件下使用。例如,钯膜与氢气的接触如果始终在298℃以上操作，就不会有β相氢化钯产生。在β相氢化钯所在的温度和氢气压力范围进行的透氢研究相对很少[24]。避免钯膜氢脆的一种重要方法是在金属钯中引入其它金属形成钯合金，这样会使β相析出的临界温度大大降低。例如，钯一银合金膜可在室温下避免氢脆现象[23,25]。
§1-3钯、钯合金复合膜的制备方法
制备钯复合膜的方法主要有: 传统卷轧(Conventional Rolling)、溅射沉积法、化学镀法(electroless plating , EP) [26-27 ]、化学气相沉积法(chemical vapor deposition , CVD) [28-29]、物理气相沉积法(physical vapor deposition,PVD)[30-31]和电镀法( electroplating) 、喷雾热解法（spray pyrolysis）[25,29]、超临界流体
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4 沉积法（supercritical fluid deposition SFD ）等。在1-6小节中将详细介绍化学镀法，这里分别介绍其他几种方法。
1-3-1 传统卷轧法
卷轧法适用于大规模生产金属箔，将高温下熔化的原料经坯料铸造，高温均质化，冷、热锻压，随
后是反复冷卷轧和退火，直至达到要求的厚度[34-35]。卷轧方法制备薄钯膜的主要问题在于初始原料的纯度对薄膜的质量影响极大，且其厚度较大，则会降低了氢的渗透通量；另外，钯的价格比较昂贵，这两种因素决定了制备超薄钯膜的必要性。
1-3-2 溅射沉积法
在溅射沉积过程中,快速轰击离子(通常是惰性气体如氩),由于具有较高的动量,可以从固体源上面轰
击出原子,这些原子可以在附近的靶上沉积下来,从而形成薄膜。溅射沉积的优点是各种金属的蒸发速率比较相近,因此可以用于合金膜的直接沉积。但其沉积速率通常较低,一般小于0.1μm·min -1。另外,快速离子轰击还可以用于沉积前载体表面的清洗,以提高载体与薄膜的结合力。根据溅射方式的不同,溅射沉积可以分为等离子体溅射沉积、二极溅射沉积、磁控溅射沉积、离子束溅射沉积等。Shu 等[36]甚至在聚合物载体上沉积出30～60nm 厚的Pd-Ag 合金膜，可见溅射沉积技术是一种非常有效的合金膜制备技术。 1-3-3 化学气相沉积法
化学气相沉积法是首先需将金属络合物或金属的非金属化合物（如：碳化物、氮化物、硼化物等）气化,被某种载气携带到载体表面,并通过一定温度下热分解或者还原反应使金属在载体表面或者孔道中成核、长大,最终覆盖于整个载体表面成膜。
如图1.3,该方法包括单面沉积和逆向扩散沉积(counter-direct chemical vapor deposition , CD-CVD)
两种方式。使用单面沉积,前驱体主要通过热分解方式进行反应。Itoh 等[37]在外径3mm 、内径2.3mm 、
图1.3 化学气相沉积法装置图: (a)单面沉积(b ) 逆向沉积
Fig. 1.3The apparatus of CVD:(a)one-side CVD ];( b)CD-CVD
孔隙率43 %、平均孔径150nm 的多孔α-Al 2O 3管式载体内,以醋酸钯为前驱体进行化学气相沉积反应,在压
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力的作用下钯沉积到孔道中,最终得到厚2-4μm的钯膜。在573K条件下,透氢速率为0.1-0.2 mol·m-2·s-1 ,H2/N2分离系数超过5000。实验结果表明,前驱体的选择、温度和压力条件是制备性能优良钯膜的关键。在逆向扩散沉积过程中,需要反向通入还原气体,可有效控制钯在载体内的位置和厚度。Lin 和Xomeritakis[29,31,33]首先利用溶胶-凝胶技术在α-Al2O3表面修饰了一层γ-Al2O3过渡层,分别以氯化钯和乙酰丙酮钯为前驱体,在氢气作用下进行逆向化学气相沉积,得到了厚度0.5-5μm的Pd/γ-Al2O3/α-Al2O3复合膜。尽管晶化不完全而导致一些缺陷的产生,但在300℃时H2/N2分离系数依然大于200,氢渗透速率为1.0-2.0×10-7mol·m-2·s-1·Pa-1。以上的载体和反应器壁的温度是一样的,这样的装置称为热壁反应器(hot-wall reactor) 。此时,钯也可能沉积到器壁上,造成原料的浪费。可以通过使用冷壁反应器(cold-wall reactor) ,即使用不同的加热装置实现载体温度高于器壁温度,避免金属钯在器壁上的沉积[38]。
化学气相沉积的优势在于沉积速率快、硬度高、膜内不易混入杂质，但只能在载体表面沉积顶膜，投资较大，原料浪费多，其沉积条件要求严格且寻找具有高挥发性和热稳定性以及满足高收率和短加工时间的合适钯源较为困难[31]。
1-3-4 物理气相沉积法
物理气相沉积（PVD）是在高真空下蒸发金属，冷凝在低温载体表面形成薄膜。这种方法过程简单、沉积速度快、膜厚易于控制，但是PVD的致密性往往较差。Jayaraman等[39]在多孔陶瓷载体上制备了厚度低于0.5μm的超薄钯膜，发现制膜的关键在于基体粗糙度及沉积温度。
1-3-5 电镀法
在电镀过程中，载体作为阴极，金属或合金在电镀槽中被沉积在载体上。电镀的基本装置包括一个可控自流电源和一个电镀槽，电镀槽将维持恒定的温度，然后得到一定组成的薄膜[40]。Maissel[41]和Brenner[42]等人采用电镀技术得到了多种合金组成的钯合金膜；Kikuchi[43]在其专利中描述了一种在耐热多孔载体上沉积多孔有支撑钯铜合金膜的方法，该膜的大部分孔径分布在2-500nm。合金膜中钯的含量为71-94wt%，铜的含量为6-29wt%。
1-3-6 喷雾热解法
喷雾热解是指钯盐溶液被高温气流分解，被喷入载体表面成膜，但与PVD法一样，膜的选择性往往不高[44]。但它的制备过程相对较为简单，可用于对氢纯度要求不高的场合。
1-3-7 超临界流体沉积法(SFD)
在过去的十几年中超临界流体技术得到了广泛的应用,并且显示了其在制备金属薄膜方面的潜力[45]。一方面,由于其低粘度、扩散系数高和相对较小的表面张力,可以很好地在载体表面铺展,而且可以与的超临界溶剂。而且二氧化碳较难附着在载体表面,不会与前驱体争夺活性位,减小了污染的可能性。
超临界流体快速膨胀法( rapid expansion of supercritical solution , RESS)[46]是第一种借助超临界流体在固体表面制备薄膜的物理沉积技术。金属前驱体首先溶解在超临界流体中,然后通过特定的喷嘴喷出,快速膨胀后析出金属,在载体表面形成薄膜。该方法可与化学气相沉积法耦合,即超临界传输化学气相沉积法(supercritical fluid transport chemical vapor deposition , SFT-CVD)。含有前驱体的超临界流体通过喷嘴输送到化学气相沉积反应室内,通过热分解或在激光诱发条件下将前驱体分解沉积在载体表面。由于超临界溶剂中前驱体的溶解度比传统化学气相沉积法大3个数量级,可以解决CVD 法在物料传输方面的限制。因为多种金属化合物可同时溶解在超临界流体中,利用SFT-CVD法也可制备合金膜。与MOCVD
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6 法比较,该方法可精确控制膜的组成。
表1.1 制备金属膜合成媒介的比较
Table 1.1 Comparison of synthesis media for deposition of metal films
physical propertie
liquid SFD gas (CVD) density (g·cm -3)
1 0.1 —1 10- 3viscosity (Pa·s)
10- 310- 4 —10-510-5diffusivity (cm 2·s -1) 10-5 10-3 10-1precursor conc. (mol·cm -3) a 10-510-5
10-8hydrogen conc. (mol·cm -3) 10-4
10-210-4a. referring to dimethyl (cyclooctadiene) platinum dissolved in heptane and CO 2
Xu 等[47]早在1997年就使用超临界溶液在α-Al 2O 3 微滤膜孔道内渗透的办法制膜,报道了应用超临
界流体物理沉积法( supercritical fluid physical deposition) 制备多孔膜。他们首先将前驱体不溶性氧化铝珠与异丙醇铝混合,并用超临界丙烷溶解异丙醇铝与前驱体混合物,进而将饱和的超临界丙烷引入微滤膜孔内。由于流体沿流动方向存在压差,从而流入孔道内的超临界流体在下游达到过饱和,前驱体逐渐析出并沉积到孔道表面,形成膜层。
超临界流体化学沉积法(supercritical fluid chemical deposition , SFCD) 是对SFT-CVD 法的重要改进,
可以明显降低操作温度,提高膜的品质。将物料输送和沉积同时置于超临界反应系统中,通过加热或氢还原的方式制备金属膜。虽然该方法仍处于起步阶段,由于结合了化学镀和化学气相沉积法两者的优点,应用潜力较大。
美国麻省大学Watkins 教授领导的研究小组在该领域开展了系统的研究[48]。2000年,他们首先在
40-80℃、10-14MPa 条件下,分别以六氟乙酰丙酮钯、烯丙基乙酰丙酮钯和烯丙基环戊烯钯为前驱体,采用通氢或者加热的手段以间歇工作方式在硅晶片和聚合物载体上制备出厚100-200nm 的连续钯膜。经XPS 分析,杂质含量可忽略不计。
需要指出的是,对有机金属化合物在超临界流体中的溶解、扩散等行为的深入认识对于超临界溶剂
和膜制备条件的选择至关重要[46,49]。另一方面,还需要深入认识超临界流体在多孔介质中渗透、反应成核和晶体生长过程的普遍规律。
§1-4钯、钯合金复合膜的表征
钯及其合金膜的表征手段通常有扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、金相显微镜
(metallography)、X 射线晶体衍射(XRD)、电子能谱(XPS 及AES)、 X 射线能量色散谱(EDS)、电子探针X 射线微分析(EPMA)等等。
XRD 可用于表征钯及其合金膜的晶相，特别是判断合金膜中合金是否形成、是否均相的有力手段。
根据Scherr 公式，它还可以被用于测量金属晶粒的大小[50-51]。SEM 几乎是用来表征钯膜使用最多的手段之一，可以获得膜表面的形貌、表面洁净度、粗糙度、粒径、膜缺陷等丰富的信息，分析膜的断面时可
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以分析膜的厚度、膜层孔隙(气泡)、膜层的均匀度、针孔、膜与载体的结合情况等。其背散射backscattered electron (BSE)电镜照片除得到以上信息外，还可以定性地分析元素的分布情况[52]，因为背散射电子的发射强度与样品的平均原子数有关，原子数越大，成像颜色越浅。一般情况下，复合膜载体材料(如A1203 ,Ti02 , Si02 , Zr02等)的平均原子数要远小于钯、银、铂、钌、锗等膜层材料，BSE照片将可以显示出强烈的颜色对比。EDS和EPMA配合SEM更可以给出定量分析结果，得出元素的分布信息，例如金属间相互扩散情况。AFM是分析载体和膜表面粗糙度的有力手段。XPS和AES可以给出膜表面的成分、元素价态信息。在研究合金膜时，它们是分析膜表面偏析的重要手段。要强调的是[53]，XPS和AES在金属中的探测深度分别为2-4和1-3纳米，所得到的仅仅是金属表面的信息。金相显微镜可以得到许多类似于SEM的信息，但它价廉，简单，易于操作，只要钯膜的厚度不低于10微米，市面上一般的金相显微镜都可以用来分析。
钯膜在载体上的附着力是影响钯复合膜稳定性和寿命的一个重要因素。特别是钯复合膜用作膜反应器时，催化剂如果直接与膜接触往往会增大膜破损的机会。如果催化剂装在载体与膜相反的一侧，则反应压力对膜的机械强度将是一个考验，况且，为了达到更好的透氢效果，反应压力越高越有利。除镀膜工艺之外，载体表面的形貌对膜的附着力也有重大影响。例如Collins等[54]用化学镀法在管状陶瓷载体上制备钯膜时，发现大的载体孔径会对钯膜产生更强的附着力。一般而言，钯或钯合金在载体孔内嵌得越深，膜的附着力就会越强。测定钯膜附着力的常见测试方法有:拉伸法、划痕法、剪切法等[55]。
§1-5钯、钯合金复合膜的应用
1-5-1 加氢和脱氢反应中的应用
利用钯膜对氢气的高度选择特性，可以将钯膜与有氢气参与的反应原位集成，即由传统的反应器变为膜反应器。如图1.4所示，按照钯膜的不同用途可以将其划分为氢分布器(Distributor)和分离器
图1.4钯膜反应器的类型
(a)氢分布器:(b)氢分离器
Fig. 1.4 Types of palladium membrane reactor.
(a)Hydrogen distributor；(b) hydrogen separator.
(Separator或Extractor)两类。前者一般用于加氢反应，是将氢气分布到催化剂床层上，主要是利用钯膜
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8 表面高活性的氢原子进攻反应物分子，从而提高加氢产物的收率。后者一般用于脱氢反应，即将生成的氢气产物原位分离出反应单元，从而大大促进了一些受平衡控制的脱氢反应继续进行 。加氢反应如：苯一步加氢制苯酚[56]、过氧化氢合成[57]、噻吩加氢脱硫[58]、乙烯加氢[59]等。脱氢反应包括烷烃水蒸汽重整[60-61]、醇类水蒸汽重整[62]、乙苯脱氢[63]、丙烷芳构化[64]等。
耦合反应过程：在两个同时进行的反应中,如果一个反应生成氢,而另外一个反应需要氢的参与,此时
利用钯膜对氢的选择透过性,可以实现氢在两个反应中的传递,还可以利用钯复合膜对氢的活化功能。钯膜反应器中进行耦合反应的可行性,无论在理论方面还是在实验方面均得到证明。Moustafat 等[65]对膜反应器中进行乙苯催化脱氢生成苯乙烯与苯催化加氢合成环己烷两个反应的耦合过程进行了数学模拟,结果表明乙苯转化率达到87%,高于平衡转化率值。
1-5-2 氨的催化分解
根据钯透氢膜在氨分解制氢中的不同作用，集成工艺可以分为两种模式：将氨分解制氢与钯膜氢分
离原位(in-situ)集成，即膜反应器模式，如图1.5(a)所示；将氨分解制氢与钯膜氢分离非原位集成，即氨分解器一膜分离器模式，如图1.5(b)所示[66]。
Collins 等人[67]考察了钯/陶瓷复合膜反应器在煤气化尾气脱氨操作中的应用。在600℃, 1618kPa 下，
膜反应器中氨的转化率为94%，而传统固定床反应器中为53%。温度降至550℃时，膜反应器中的转化率为79%，传统反应器中仅为17%。然而，原料气中氨的浓度低于1.5%，与使用纯氨进行催化分解现场制氢的实际条件相距甚远。尽管如此Collins 等人的研究结果表明，利用在钯膜反应器中进行氨分解反应具有提高转化率并进而突破热力学平衡限制的可能。
图1.5 氨分解制氢与钯膜氢分离集成模式
(a)膜反应器;(b)氨分解器一膜分离器
Fig. 1.5 Integration of ammonia decomposition with palladium membrane.
(a) Membrane reactor ；(b) NH 3 cracker-H 2 separator.
由于具备选择性透氢以及良好的化学与热稳定性等,钯复合膜在氢气分离与纯化、钯膜反应器等方
面有广泛的应用前景。钯膜还用于甲烷水蒸汽重整制氢[68]、水煤气变换反应[69]、如水中硝酸盐的加氢[70]、甲醇蒸气重整[71]、丙烷脱氢制丙烯[72]等。目前钯复合膜仍极其脆弱，特别是对厚度在10μm 以下的钯膜,在500℃以上高温条件下使用时,寿命十分有限。此外,金属钯的成本较高。因此，目前钯膜反应器的使用还仅限于中、小型装置,尚未达到大规模工业化。
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§1-6化学镀法制备钯、钯合金复合膜过程及其影响因素
化学镀也被称为无电镀、液相外延，是在无外加电流的情形下，利用自催化反应还原金属盐成膜。该法能够在形状复杂的表面沉积厚度均匀的钯膜，而且操作简单，在钯复合膜制备中应用最为广泛，被公认为制备致密钯膜最成功的方法之一。
1-6-1 载体预处理
一般可用洗涤剂、稀酸、稀碱、过氧化氢等清洗，最后用醇、酮等有机溶剂和水清洗。此外，将陶瓷载体采用化学剂浸蚀处理，可以增加载体表面的粗糙度，从而增强膜的附着力，如氧化铝载体可以用HF、NH4F, NaOH浸蚀处理。如果要将钯膜直接镀到金属载体上，则要将金属载体用酸浸泡以除去表面氧化层，清洗后也要立即镀膜;如果金属载体表面的亲水性不够好，则要用铬酸、硫酸或表面活性剂处理[73]。
1-6-2化学镀前载体的预活化
由于采用的载体,如多孔陶瓷、不锈钢和玻璃等都是惰性的,要引发化学镀的自催化氧化还原反应和控制反应只发生在预期的膜载体表面上,必须将载体进行预活化,即将钯核先植在预期的膜载体表面上,
所以活化效果直接影响着膜的性能。
(1) 敏化- 活化法。传统的方法是将清洗干净的膜载体浸入锡盐溶液中,然后用去离子水清洗；再将膜载体浸入钯盐溶液中,取出清洗。重复操作5～10 次,可得较好的活化结果。该过程由于使用了锡盐溶液, 残留的锡可降低金属膜与膜载体间的黏附性,导致金属膜从载体上剥落。另外,在高温下,残留的低熔点锡易于融解而使膜上有针孔或裂隙形成,降低膜的分离性能。
（2) 光催化预活化法。吴立群等[74]提出一种对多孔钛半导体膜载体光催化预活化方法。该方法在紫外线辐射下,借助于激发的TiO2空穴催化作用, PdCl2与H2O 之间发生氧化还原反应,还原态的钯核
沉积在膜载体上。该方法可提高金属膜与载体间的黏附性。但该方法对多孔不锈钢和氧化铝陶瓷膜载体不适用。
(3) 钯盐改性溶胶浸渍- 高温还原法。李安武等[75]将膜载体浸入用二价钯盐改性的γ- AlOOH溶胶,然后高温焙烧、H2还原预活化。该方法可避免残留锡所带来的负面影响,但是用高黏性的钯盐改性溶胶浸渍膜载体,难以将钯核植入多孔膜载体的孔中,金属膜与膜载体间的黏附性较差。
(4) 钯盐溶液浸渍- 高温还原法。 Paglieri等[76]将膜载体浸入醋酸钯溶液中,经高温有氧焙烧、氢气还原,预活化多孔陶瓷膜载体。该方法同样避免了使用锡盐溶液,而且较易将钯核植入多孔膜载体的孔中。侯凯湖等[77]采用类似方法,但是用PdCl2代替Pd (COOH)2 ,也取得很好的效果。
（5）钯盐溶液浸渍-亚铁离子还原活化方法。孟春迎等[78]等利用Fe2+的还原性还原活化液中的Pd2+对多孔不锈钢载体进行预活化。该操作过程可能会在载体和金属膜之间残留少量铁的化合物，但是不锈钢载体本身就含有大量的铁；而且在膜应用到实际过程中后，高温下大量的氢会使铁的化合物还原为铁单质，进而与不锈钢融为一体，所以该过程引入的铁不会对膜性能造成很大的影响。此外优点在于操作简单，使活化时间大大降低；避免了在操作过程中引入其他物质（如敏化-活化法会引入锡）。
1-6-3 镀浴种类
9
化学镀法制备Pd/多孔不锈钢复合膜的相关基础研究
10 化学镀溶液的组成主要有钯盐、还原剂、稳定剂和pH 调节剂。常用的钯盐有PdCl 2、Pd(AC)2、Pd(NO 3)2
等。目前，应用的还原剂有肼及其衍生物、次磷酸盐、亚磷酸盐、磷酸盐、硼烷、三甲胺、甲醛等[79]。对使用不同还原剂的镀液采用不同的络合剂保证镀液的稳定性。由次磷酸盐、亚磷酸盐、磷酸盐作为还原剂时多用乙二胺、EDTA 作为络合剂，硫代二甘醇酸为稳定剂；在肼系镀液中，采用EDTA 作为络合剂。由于使用磷酸盐类和硼烷作还原剂将不可避免地向镀层内引入P 和B 等元素，这样势必会对膜的分离性能造成一定的负面影响；由于亚磷酸盐还原作用难以使Pd 2+还原，所以以亚磷酸盐作为还原剂进行化学镀钯的报告较少。选用肼作还原剂则只产生水和N 2（见式（1-3））而不会有其他残留物，可以制备较纯的钯膜，所以它是化学镀制备钯膜的首选还原剂。
肼浴的应用始于上世纪五十年代，主盐是氯化四氨钯Pd(NH 3)4Cl 2，同时用络合剂EDTA 起到稳定镀
液的作用。如图1.6所示肼还原Pd 的反应式为[80]：
阳极反应：
（1-1）
??++→+e O H N OH
H N 4442242阴极反应： 3024
3824)(2NH Pd e NH Pd +→+?+ （1-2）
总反应式为： 3220422438424)(2NH O H N Pd OH H N NH Pd +++→++?+ （1-3）
图1.6 化学镀钯过程示意图 Fig. 1.6 Scheme for the process of electroless plating of palladium
1-6-4化学镀条件对化学镀的影响
化学镀条件对膜的生成速率和最终形态影响非常重要，这些条件包括：Pd 2+浓度、镀液辅助成分、
化学镀温度和化学镀时间等。
1. 镀液中[Pd 2+]的影响
镀液中Pd 2+浓度增大,即氧化剂氧化电位升高,电位差增大,反应推动力增加,从而钯晶体的析出速
率增大,但晶体生长的速率增加较慢,且钯微晶的聚集速率大于定向生长速率,表现为钯微晶在原有基础
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上的多方位生长和长大[81]。但是析出速率太大,会影响钯膜与膜载体黏附性及膜的均匀程度,从而产生应力集中,最终导致膜破裂。另外,Pd2+浓度增大,会使镀液的利用率下降。
2. 镀液辅助组分的浓度对化学镀的影响
(1) 肼浓度的影响。肼的浓度越大,氧化还原电位差则越大,反应推动力越大,镀钯速率和钯的最终沉积量都随肼的浓度增加而增加；金属离子利用率增高,但镀液的稳定性下降[82]。YEUNG K L等[83]曾测出在钯浓度由5.1mmol·L-1增至10.2mmol·L-1和20.2mmol·L-1时,钯的沉积率由0.72分别降至0.65和0.55；此外过大浓度的肼对反应不利。为此,将肼分成2份,第1份在开始时加入,第2份在中间过程中加入。同样是10.2 mmol·L-1钯和10.0mmol·L-1的肼溶液,与肼一次加入的相比,Pd 的沉积率从0.65 增加到0.78。最佳肼添加速度随镀件面积增大而增大,其最大值为初始肼的添加速度,可根据实际镀件面积计算出所需最佳肼添加速度。常温和较低的初始肼添加速度有利于无缺陷超薄钯膜的形成[84]。
(2) EDTA 的影响。为保证镀液的稳定性和使Pd能够均匀地沉积在载体表面,在镀液里添加络合剂EDTA ,它和Pd2+之间存在反应，增加EDTA可有效降低Pd2+质量浓度；反之，Pd2+质量浓度增加[85]。
(3) 氨水的影响。NH3·H2O在镀液中起稳定PH值的作用。PH值越大,还原剂还原电位越小,析出金属反应的推动力越大[82]。但当PH值增大到一定后,镀速趋向平稳,这是由于NH3·H2O不仅起调节PH作用,还能与Pd2+络合,降低镀液中Pd2+浓度,即降低氧化剂氧化电位,从而降低电位差,抑制Pd析出。所以,加入适当的氨水,既保持镀液稳定,又能加快反应速率。
3. 化学镀温度对化学镀的影响
Pd 层的沉积量随着反应温度的升高而成比例增加。低温有利于晶核生成,但不利于晶粒长大。升高反应温度可加快晶体的生长速率,但对加速晶核的析出影响不大。继续升高反应温度时,钯微晶的聚集速率大于生长速率,会形成许多微小的无定形聚集体[81]。
4. 化学镀时间的影响
钯层的沉积量随化学镀时间的增加而增加[86]。膜载体表面的钯微晶聚集体也随镀膜时间逐渐生长，而且微晶粒径与时间呈线性关系。当粒径增长到一定程度时，钯晶体开始发生融合，形成更大的晶体，不仅填充了晶体间的空隙，而且使膜表面更加均一化。
5.渗透压
在镀膜一侧施加压力可使沉积的钯层与膜载体有更好的黏附性。该方法适用于在管状膜载体上镀膜。例如将管外层浸泡在蔗糖溶液[87]中,镀液在管内循环流动,在管内外形成渗透压。若在管外镀采用化学镀法制备钯、钯合金复合膜时，可将膜载体外侧置于镀液中,管内抽真空。
1-6-5 载体结构对膜性能的影响
有两种载体结构对整个膜的性能有重要影响：
(1) 载体表层的孔径决定了既能保证没有渗漏又能防止惰性气体透过的膜的最小厚度。但是膜的这个最小厚度是有限度的。例如：Fernando Roa等[88]用化学镀方法分别在孔径为200nm和50nm的载体上制得了质量较好的膜，但是在孔径为50nm的γ-Al2O3载体上却没有成功。要保证膜没有渗漏，载体的孔径越大，则需使制得膜的厚度越大。Mardilovich等[89]对此进行了较详细的研究，认为钯膜的最小厚度大约是载体最大孔径的3倍。
(2) 载体的内部结构也对膜的性能有重要影响。对于非对称性载体，它的孔径越大，制得的膜对氢
11
化学镀法制备Pd/多孔不锈钢复合膜的相关基础研究
12 气的阻力越小。因而相比均匀性载体它具有更高的氢透量。
1-6-6多孔不锈钢载体的应用
在采用陶瓷和玻璃载体时，由于金属膜和非金属载体间热膨胀系数的差异，引起热循环中的复合膜
结构不稳定，而不锈钢的热膨胀系数与钯的非常接近，且容易制造和加工、耐腐蚀和抗破裂以及低成本，因此它被认为是在工业膜的发展上最有前途的载体。
§1-7 钯、钯合金膜渗氢性能的影响因素
1-7-1渗透实验装置
在渗氢实验装置中，钯、钯合金膜的固定是一个比较关键的技术问题，它关系到渗氢实验的好坏，
因此，为了顺利进行渗氢实验，许多研究者[90,91]均设计了自己独特的钯、钯合金膜固定装置(图1.7) 。
图1.7 各种渗氢实验装置
Fig. 1.7 Various permeation rig
对于不同的固定装置，其适用对象是不同的，图1.7中a-d 对各种钯合金膜均比较适合，可以是有
支撑的钯合金膜，也可以是单纯的钯合金膜；e-f 则只适合没有支撑的钯合金膜，因此在渗氢性能的测试中，应根据具体的情况选择不同的膜固定方式。
1-7-2膜组分
纯钯膜在300℃以下工作时，会面临氢脆问题。避免钯膜氢脆的一种重要方法是在金属钯中引
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入其它金属形成钯合金，例如：钯-银、钯-铂合金膜可在室温下避免氢脆[92]。用钯合金膜代替钯膜，不仅可以解决氢脆问题、降低成本，而且许多合金膜的透氢率接近甚至超过纯钯膜，已经商业化的钯银膜无疑是最成功的例子。
Sakamoto等人[93-95]发现，钯合金膜渗氢速率的提高，主要是由于加入合金元素(如Ag、Gd, Y等)后，并且当Cs·Vs值在0.17-0.33时，合金吸氢后在室温下可形成均匀的单相区(Cs为该元素的原子百分比，Vs为该元素的固溶化合价)，而且引起了晶格的膨胀。晶格膨胀得越大，渗氢速率增加得越多。Y的原子半径比Ag大，Pb的原子半径比In、Sn的大，从而引起Pd-Y合金的渗氢速率比Pd-Ag合金的大，Pd-Y -Pb 合金的渗氢速率比Pd-Y In, Pd-Y Sn合金的大，比如Pd-8Y合金的渗氢速率是商用Pd-23Ag合金膜的2-2.5倍[93,96]（图1.8）。
但是，并不是晶格越大，渗氢速率就一定越大。比如Pd-30Ag的晶格虽然比Pd-23Ag大，但其渗氢速率却比Pd-23Ag的小;Pd-20Au的晶格也比Pd-20Ag的大，但其渗氢速率却比Pd-20Ag的小将近2倍;对于纯金属，耐热金属比如Nb的氢渗透系数很大，Pd的次之，而W的氢渗透系数最小[97]，最大与最小渗透系数相差近5个多数量级，而它们的晶格大小却相差很小，这说明材料的渗氢性能并不仅仅取决于材料的晶格大小。
图1.8双组分钯合金膜的透氢率
Fig. 1.8 Permeability of Palladiun alloy
1-7-3 温度
温度也是影响氢气渗透的主要因素，高温有利于氢的渗透。对于不同的钯合金膜，在渗透压一定的情况下，其渗透速率与温度关系并不是成直线关系，基本上均存在一个最大值，然后随温度的升高反而下降。所以在渗氢的应用过程中，不能单纯提高温度的方法达到提高渗氢速率的目的。
另外，在同样的温度条件下，处在升温阶段与处在降温阶段的透氢速率也是不一样的[98]，在降温阶段的透氢速率一般小于升温阶段的透氢速率。所以为了评价钯合金膜的透氢速率，必须指明是在升温还是在降温的条件下得到的，不过，目前文献以及实际工作中所提的一般均为升温时的透氢速率。
1-7-4渗透压
对于不同的钯合金膜，在温度一定的情况下，其透氢速率随渗透压差的增大而升高[99-100]。因为钯合金膜的机械强度有限，越薄的钯合金膜，其耐压强度也越低，所以不能单纯通过提高渗透压差的方法
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化学镀法制备Pd/多孔不锈钢复合膜的相关基础研究
来达到提高透氢速率的目的。虽然通过加入Gd、Y等合金元素可以提高钯合金膜的机械强度，但其提高的幅度是有限的，而且加入太多的Gd、Y等合金元素，其加工难度将加大，而且钯合金膜的透氢速率将受到影响，因此，在应用过程中，应该在合理的压差条件下使用。
此外，影响钯、钯合金膜渗氢性能的影响因素还有膜厚、杂质气体、钯膜的活化方法[99,101]等。当钯膜足够薄时，由于体相扩散速率相对提高，氢在膜表面的吸附、脱附、溶解、析出过程开始同时影响其渗透率，n将介于0.5-1之间;当氢的渗透率完全由表面过程控制时，n=1。绝大多数情况下，可以把n 值是否等于0.5作为判断表面过程是否开始影响钯膜透氢率的依据。Sakamoto等[102]采用XPS研究了合金膜表面的反应行为。研究结果发现，杂质气体并没有在合金膜表面发生化学反应，既没有分解也没有形成金属碳化物，推测引起中毒的原因可能是由于杂质气体在合金膜表面的吸附，减小了氢气在合金膜表面吸附-解离的活性面积。
§1-8 本论文的主要研究内容
基于钯膜制备的研究现状，本论文拟在以下几个方面进行研究：
1、开发新的活化方法，以期减少活化过程杂质的引入、改进钯膜与载体间的黏附性；
2、改进肼的加入方法，以期得到质量较好的钯膜；
3、实验研究化学镀条件对钯膜微观结构的影响，进一步了解钯膜的特点和形成过程；
4、研究氢渗透通量与渗透压、温度及膜厚的关系。
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第二章 实验仪器、试剂和方法
§2.1 主要仪器及试剂
2-1-1 实验用化学试剂
实验所用试剂见表2.1
表2.1 实验中所用试剂
Table 2.1 Reagents used in the experiments
名称
分子式 分子量 纯度 生产厂家 氯化钯
PdCl 2177.31 优级纯 天津市德兰精细化工厂 醋酸钯
[Pd(CH 3CH 2O)2]3或Pd(AC)2673.53 分析纯 同上 氨水
NH 317.03 分析纯 天津市文达稀贵试剂化工厂 水合肼
N 2H 4·H 2O 50.06 分析纯 天津科密欧试剂开发中心 氢氧化钠
NaOH 40.00 分析纯 同上 磷酸
H 3PO 498.00 分析纯 同上 乙醇
CH 3CH 2OH 46.07 分析纯 同上 乙二胺四乙酸
C 10H 16N 2O 8 （缩写EDTA ） 292.25 分析纯 天津市光复精细化工研究所 盐酸
HCl 36.46 分析纯 同上 硫酸联氨
N 2H 4·H 2SO 4130.12 分析纯 同上 氮气
N 228.01 高纯级 天津市淦达气体有限公司 氢气
H 2 2.02 高纯级 同上 空气
29 普通 同上 对二甲氨基苯甲醛
C 9H 11NO 149.19 分析纯 天津市大茂化学试剂所 硫酸
H 2SO 498.08 分析纯 新光化工试剂厂 三氯甲烷
CHCl 3119.38 分析纯
天津大学科威公司
2-1-2 实验选用载体
实验选用的如表2.2所示
化学镀法制备Pd/多孔不锈钢复合膜的相关基础研究
16 表2.2 载体种类及用途
Table 2.2 Kinds and purpose of the supports used in the study
载体 平均孔径（μm ） 厚度（mm ） 表面积（cm 2） 用途
多孔α-Al 2O 3陶瓷管 0.1～0.2
2.5 观察微观结构 多孔不锈钢
0.5 1.2 14.5 透氢实验
2-1-3 实验所用仪器 DF—101S 集热式恒温加热磁力搅拌器（河南省予华仪器有限公司）；SK 2-4-10管式电阻炉（天津市
中环实验有限公司）；Philips 公司的XL 系列XL30型扫描电镜。722E 型可见光分光光度计（上海光谱仪器有限公司）。
§2-2 钯复合膜制备
2-2-1 载体预处理
2-2-1-1 多孔α-Al 2O 3陶瓷管的预处理
（a ）水洗：用自来水冲洗至中性，除去载体表面的粉状颗粒后，再用蒸馏水冲洗干净。
（b ）碱洗：用5%的氢氧化钠溶液，在70℃的水浴中将载体煮20-30min 。
（c ）水洗至中性，同步骤（a ）。
（d ）用蒸馏水煮沸30min ，再用蒸馏水冲洗。
(f) 烘箱中干燥至恒重，称重并记录
2-2-1-2 多孔不锈钢载体的预处理
(a) 机械处理：用砂纸打磨至光亮以除去载体表面的氧化物等杂质，同时增大了载体表面积，有利于在预活化时沉积钯核，从而加速化学镀速率。
(b) 碱洗：用5％的氢氧化钠溶液，在80℃的水浴中将镀件煮约3h ，直至除去载体表面的污染物。 (c) 水洗：先用自来水水洗至中性，再用蒸馏水冲洗。
(d) 盐酸洗除氧化皮等：用浓盐酸浸泡5min ，除去载体表面的氧化物。
(e) 水洗至中性，同步骤c 。
(f) 磷酸除锈：用40％的磷酸浸泡5min 。
(g) 水洗至中性，同步骤c 。
(h) 烘箱中干燥至恒重，称重并记录。
2-2-2 载体预活化
2-2-2-1多孔α-Al 2O 3陶瓷管的预活化
用聚四氟乙烯塑料薄膜包缠α-Al 2O 3管两端后，浸泡在醋酸钯/三氯甲烷（0.1g ·L -1）溶液中同时超声保持温度在30℃-40℃（三氯甲烷须避光）；超声浸渍5h 后，去掉缠α-Al 2O 3管两端塑料薄膜，在通风避光处干燥称重；放在带有石英管的管式炉中（如图2.1），氮气保护下程序升温到400℃，空气氧化1h ，氮气置换空气，升温到450℃，氢气还原2h ，然后在氮气保护下降至室温后称重。
不锈钢材料基础知识 1、不锈钢的定义： 在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢，通俗地说，不锈钢就是不容易生锈的钢，实际上一部分不锈钢，既有不锈性，又有耐酸性（耐蚀性）。不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜（钝化膜）的形成。不锈钢是具有美观的表面和耐腐蚀性能好，不必经过镀色等表面处理，而发挥不锈钢所固有的表面性能, 使用于多方面的钢铁的一种，通常称为不锈钢。 代表性能的有13 铬钢，18-铬镍钢等高合金钢。从金相学角度分析，因为不锈钢含有铬而使表面形成很薄的铬膜，这个膜隔离开与钢内侵入的氧气起耐腐蚀的作用。为了保持不锈钢所固有的耐腐蚀性，钢必须含有12%以上的铬，当铬含量达到一定的百分比时，钢的耐蚀性发生突变，即从易生锈到不易生锈，从不耐蚀到耐腐蚀。 2、不锈钢的种类 不锈钢可以按用途、化学成分及金相组织来大体分类。 以奥氏体系类的钢由18%铬-8%镍为基本组成，各元素的加入量变化的不同，而开发各种用途的钢种。以化学成分分类：① Cr 系列：铁素体系列、马氏体系列② Cr-Ni 系列：奥氏体系列，异常系列，析出硬化系列。 以金相组织的分类：①奥氏体不锈钢，②铁素体不锈钢，③马氏体不锈钢，④双相不锈钢，⑤沉淀硬化不锈钢。 3、不锈钢的标识方法 1．钢的编号和表示方法 ①用国际化学元素符号和本国的符号来表示化学成份，用阿拉伯字母来表示成份含量：如：中国、俄罗斯， 12CrNi3A ②用固定位数数字来表示钢类系列或数字；如：美国、日本、300 系、400系、200 系； ③用拉丁字母和顺序组成序号，只表示用途。 2．国际不锈钢标识方法 ①奥氏体型不锈钢用200和300系列的数字标示，例如，某些较普通的奥氏体不锈钢是以201、304 、 316 以及310 为标记。 ②铁素体和马氏体型不锈钢用400 系列的数字表示。 ③铁素体不锈钢是以430和446为标记，马氏体不锈钢是以410、420以及440C为标记，双相（奥氏体 －铁素体）。 ④不锈钢、沉淀硬化不锈钢以及含铁量低于50%的高合金通常是采用专利名称或商标命名。 4、不锈钢钢种的发展 从1910 年诞生的三大系列分别为奥氏体、铁素体和马氏体的不锈钢，从化学成分来看，主要属Fe-Cr 和 Fe-Cr-Ni 两大体系。目前，已投入市场的不锈钢的品种已达到230 种以上，其中约有80%是奥氏体不 锈钢（18铬--8 镍）的衍生物，而其余20%则是由13铬钢演变而成的不锈钢的品质特性
镀金药水配方 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
化学镀金药水方案一:（） 主盐亚硫酸金钠NaAu(SO 3) 2 2g/L 配位剂亚硫酸钠 Na 2SO 3 15/L 硫代硫酸钠 Sa 2S 2 O 3 L 络合剂硼砂 10g/L PH值 温度 75℃ 工艺流程：酸洗——微蚀——预浸——活化——化学镀镍——置换镀金 镀液稳定性测试：镀液加热至75℃维持6h 后,常温下放置 1 月。注意定时观察镀槽壁或底部是否有沉淀析出,若有析出，则表明镀液稳定性不达标。 方案二:（） 亚硫酸盐镀金工艺规范： 金（以氯酸金或雷酸金形式加入）主盐 8-15g/L 无水亚硫酸钠（化学纯）络合剂 120-150g/L 磷酸氢二钾（化学纯）导电盐和PH缓冲剂 30-50g/L 柠檬酸钾（化学纯）辅助络合剂 80-100g/L 氯化钾（化学纯） 100-120g/L EDTA-2Na（化学纯）掩蔽剂 20-30g/L 光亮剂稳定剂 温度 40-50℃ PH值 1.1金盐 金是镀液的主盐，在溶解纯金后以氯酸金或雷酸金形式加入镀液。在镀液 中以亚硫酸金络离子[A(SO 3)3-]和柠檬酸金络离子［A（C 6 H 5 O 7 ）］3-存在。金含量 高，允许阴极电流密度较高，沉速快；金含量低，允许阴极电流密度低，沉速慢。正常情况下的沉积速度为。 亚硫酸钠 亚硫酸钠是金的主要络合剂。1mol金需要2mol以上的亚硫酸钠才能完全络合。其作用是改善镀液的分散能力，提高镀液的导电性。稳定PH在以上，可保证亚硫酸金络离子不发生解离而缩短溶液的寿命。 柠檬酸钾
化学镀和电镀的知识点电镀镍与化学镀镍的区别 化学镀和电镀的知识点电镀镍与化学镀镍的区别 (2012-05-21 09:46:29) 转载▼ 化学镀和电镀的知识点电镀镍与化学镀镍的区别 1. 化学镀镍层是极为均匀的，只要镀液能浸泡得到，溶质交换充分，镀层就会非常均匀，几乎可以达到仿形的效果。 2. 化学镀目前市场上只有纯镍磷合金的一种颜色，而电镀可以实现很多色彩。 3. 化学镀是依靠在金属表面所发生的自催化反应，化学镀与电镀从原理上的区别就是电镀需要外加的电流和阳极。 4. 化学镀过以对任何形状工件施镀，但电镀无法对一些形状复杂的工件进行全表面施镀。 5. 电镀因为有外加的电流，所以镀速要比化学镀快得我，同等厚度的镀层电镀要比化学镀提前完成。 6. 高磷的化学镀镍层为非晶态，镀层表面没有任何晶体间隙，而电镀层为典型的晶态镀层。 7. 化学镀层的结合力要普遍高于电镀层。 8. 化学镀由于大部分使用食品级的添加剂，不使用诸如氰化
物等有害物质，所以化学镀比电镀要环保一些。关于化学镀镍层的工艺特点 1. 厚度均匀性 厚度均匀和均镀能力好是化学镀镍的一大特点，也是应用广泛的原因之一，化学镀镍避免了电镀层由于电流分布不均匀而带来的厚度不均匀，电镀层的厚度在整个零件，尤其是形状复杂的零件上差异很大，在零件的边角和离阳极近的部位，镀层较厚，而在内表面或离阳极远的地方镀层很薄，甚至镀不到，采用化学镀可避免电镀的这一不足。化学镀时，只要零件表面和镀液接触，镀液中消耗的成份能及时得到补充，任何部位的镀层厚度都基本相同，即使凹槽、缝隙、盲孔也是如此。 2. 不存在氢脆的问题 电镀是利用电源能将镍阳离子转换成金属镍沉积到阳极上，用化学还原的方法是使镍阳离子还原成金属镍并沉积在基 体金属表面上，试验表明，镀层中氢的夹入与化学还原反应无关，而与电镀条件有很大关系，通常镀层中的含氢量随电流密度的增加而上升。3. 很多材料和零部件的功能如耐蚀、抗高温氧化性等均是由材料和零部件的表面层体现出来，在一般情况下可以采用某些具有特殊功能的化学镀镍层取代 用其他方法制备的整体实心材料，也可以用廉价的基体材料化学镀镍代替有贵重原材料制造的零部件，因此，化学镀镍
不锈钢基础知识大汇总 一、不锈钢的简介: 所有金属都和大气中的氧气进行反应，在表面形成氧化膜。不幸的是，在普通碳钢上形成的 氧化铁继续进行氧化，使锈蚀不断扩大，最终形成孔洞。可以利用油漆或耐氧化的金属（例 如，锌，镍和铬）进行电镀来保证碳钢表面，但是，正如人们所知道的那样，这种保护仅是一种薄膜。如果保护层被破坏，下面的钢便开始锈蚀 耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢。又称不锈耐酸钢。实际应用中，常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢，而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。 由于两者在化学成分上的差异，前者不一定耐化学介质腐蚀，而后者则一般均具有不锈性。 不锈钢2的耐蚀性取决于钢中所含的合金元素。铬是使不锈钢获得耐蚀性的基本元素，当钢 中含铬量达到12 %左右时，铬与腐蚀介质中的氧作用，在钢表面形成一层很薄的氧化膜（自 钝化膜），可阻止钢的基体进一步腐蚀。除铬外，常用的合金元素还有镍、钼、钛、铌、铜、 氮等，以满足各种用途对不锈钢组织和性能的要求。 二、不锈钢的分类不锈钢通常按基体组织分为: 1、铁素体不锈钢。含铬12%?30%。其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高，耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。 2、奥氏体不锈钢。含铬大于18%，还含有8%左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。综合性能好，可耐多种介质腐蚀。 3、奥氏体-铁素体双相不锈钢。兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点，并具有超塑性。 4、马氏体不锈钢。强度高，但塑性和可焊性较差。
四、不锈钢表面工艺： 热轧：简单点儿来说，一块钢坯在加热后（就是电视里那种烧的红红的发烫的钢块）经过几道轧制，再切边，矫正成为钢板，这种叫热轧 冷轧：简单说就是在热轧板卷的基础上加工轧制出来的，一般来讲是热轧---酸洗---（退火处 理）冷轧这样的加工过程。（ps:没有退火的叫轧硬卷。轧硬卷一般是用来做无需折弯，拉 伸的产品。）冷轧钢板厚度更加精确，而且表面光滑、漂亮。
镀金废料提金技术及工艺 镀金废料与含金固体废料的最大差别是镀金废科的金一股处于镀件的表面，许多镀金废件在回收完表面层后，其基本材料可以重复使用。因此，从这类固体废料同收金的工艺与固体废料的金回收工艺有较大差异。常用方法有利用熔融铅熔解贵金属的铅熔退金法、利用镀层与基体受热膨胀系数不同的人膨胀退镀莹、利用试剂溶解的化学退镀法和电解退镀法等。 (1)化学退镀法 化学退镀法的实质是利用化学试剂在尽可能不影响基体材料的情况下，将废镀什表面的金层溶解下来，再用电解或还原的方法将溶液中的金变成单质状态。常用的化学退镀法有碘-碘化钾溶液退镀法、硝酸退镀法、氰化物间硝基苯磺酸钠退镀法和王水镀法等。 ①碘-碘化钾溶液退碘法 卤素离子与卤素单质形成的混合物溶液对金具有溶解作用，这是本法的理论技术。HCl-C12溶液、I-KI溶液和Br2-KBr溶液都能溶解金。不过Br2-KBr 溶液的危害较大，操作不易控制，因此用卤素离子与卤素单质形成的混合溶液对贵金属造液一般采用氯和碘体系，其中碘体系使用量为方便。其溶金反应如下：2Au+I 2→2AuI AuI+KI→KAuI2 产物KAuI2能被多种还原剂如铁屑、锌扮、二氧化硫、草酸、甲酸及水合肼等还原也可用活性炭、阳离子树脂交换等方法从KAuI2溶液中提取金。为便
于浸出的溶剂再生通过比较，认为采用亚硫酸钠还原的工艺较为合理，此还原后的溶液可在酸性条件下用氧化剂氯酸钠使碘离子氧化生成单质碘，使溶剂碘获得再生： 2I-+CIO3+6H→I2+CI-+3H2O 氧化再生碘的反应还可防止因排放废碘液而造成的还原费用增加和生态环境的污染。本工艺方法简单，操作方便。细心操作还可使被镀基体再生。 碘-碘化钾溶液退镀金的最佳条件如下： 浸出液成分：碘50—80 g/L，碘化钾200-250 g／L。溶退时间：视镀层厚度而定．每次约为3-7min，应进行3-8次。 贵液提取：用亚硫酸钠还原,还原后溶液再生条件：硫酸用量为还原后溶液的15％(体积分散)。氯酸钠用量约20g/L。 在碘-碘化钾回收金的工艺中，贵液用亚硫酸钠还原提取金的后液应水解除去部分杂质，才能氧化再生碘，产出的结晶碘酸共容纯化后可返回使用。 ②硝酸退镀法 在电子元件生成中，产生很多管壳、管座、引线等镀金废件，镀件基体常为可阀（Ni28%、Co18%Fe54%）或紫铜体，可用硝酸退金法使金镀层从基体上脱落，基体还可送去回收铜、镍、钴。 ③氰化物问硝基苯磺酸钠退金 a、退镀液的配制 取NaCN75g,间硝基苯磺酸钠75g,溶于1L水中使之完全溶解． b、操作方法
一．关于GB 2451-2009和GB 4237-2007的关系 1.适用范围不同。从名称看，4237是对不锈钢热轧钢板和钢带的通行规定；24511只针对压力容器用的不锈钢钢板（含冷轧产品）。在公差方面及钢的性能方面，24511要求高于4237，例如24511规定厚板负偏差小于0.3，而4237公差范围更宽。如S30403，抗拉强度下限分别为520和515MPa。 2.两者相同之处：钢的化学成分和牌号、力学性能、测试方法。 总体看，24511标准严于4237。 二．承压设备用不锈钢几大标准对比 国标GB 24511-2009 美标ASTM SA240/240M 欧标EN10028.-1、7 ：2007 标准主要对钢板的牌号、化学成分、尺寸外形重量及偏差、力学性能及试验方法三类做出规定。 主要差别体现在1.牌号命名；2.化学成分差别；3.力学指标4.试验方法及结果判定。
总结：国标和美标总体比较接近，但国标对硫磷杂控制高于美标，另美标中一些元素范围和国标规定有差异。如321中Ti含量的范围；欧标对主合金元素要求高于国标和美标，但对硅、磷要求低，硫要求高。 三．双相不锈钢 具有马氏体和铁素体两种晶相的不锈钢,含氮、钼，晶粒细。 优点：屈服强度是普通18-8的2倍。耐孔蚀、耐氯化物应力腐蚀性；焊接热裂纹倾向小；导热系数大，线膨胀系数小；抗冲击性好。 缺点：温度高易导致析出相，故使用温度应低于250度。 双相不锈钢含镍少，属于节镍钢种。从价格看，304价格为1，则316L为1.3，双相不锈钢为1.6；目前价格仍然较高。
四．固定式压力容器设计规范TSGR 0004 要求：TSGR0004 2.9.1境外材料制造单位制造的材料 1.压力容器用材料的制造单位取得特种设备制造许可证； 2.制造商在材料合适部位做出明确清晰的钢印标志或其他标志。 3.质保书应包括制造许可标志和许可编码。 4.钢的化学成分要求C≤0.25%，P.≤0.03% S小于≤0.02 5试验方法： 冲击功：抗拉强度大于540MPA,冲击功应不小于20KJ 境外牌号材料技术要求不得低于国标类似牌号（化学成分杂质、冲击试样的取样部位、取样方向、冲击功指标和断后延伸率。延展加工性能。 五．晶间腐蚀试验
电镀镍的特点、性能、用途： 1、电镀镍层在空气中的稳定性很高，由于金属镍具有很强的钝化能力，在表面能迅速生成一层极薄的钝化 膜，能抵抗大气、碱和某些酸的腐蚀。 2 、电镀镍结晶极其细小，并且具有优良的抛光性能。经抛光的镍镀层可得到镜面般的光泽外表，同时在大 气中可长期保持其光泽。所以，电镀层常用于装饰。 3、镍镀层的硬度比较高，可以提高制品表面的耐磨性，在印刷工业中常用镀镍层来提高铅表面的硬度。 由于金属镍具有较高的化学稳定性，有些化工设备也常用较厚的镇镀层，以防止被介质腐蚀。镀镍层 还广泛的应用在功能性方面，如修复被磨损、被腐蚀的零件，采用刷镀技术进行局部电镀。采用电铸 工艺，用来制造印刷行业的电铸版、唱片模以及其它模具。厚的镀镍层具有良好的耐磨性，可作为耐 磨镀层。尤其是近几年来发展了复合电镀，可沉积出夹有耐磨微粒的复合镍镀层，其硬度和耐磨性比镀 镍层更高。若以石墨或氟化石墨作为分散微粒，则获得的镍-石墨或镍-氟化石墨复合镀层就具有很好的 自润滑性，可用作为润滑镀层。黑镍镀层作为光学仪器的镀覆或装饰镀覆层亦都有着广泛的应用。 4、镀镍的应用面很广，可作为防护装饰性镀层，在钢铁、锌压铸件、铝合金及铜合金表面上，保护基体材 料不受腐蚀或起光亮装饰作用;也常作为其他镀层的中间镀层，在其上再镀一薄层铬，或镀一层仿金层， 其抗蚀性更好，外观更美。在功能性应用方面，在特殊行业的零件上镀镍约1~3mm厚，可达到修复目
的。特别是在连续铸造结晶器、电子元件表面的模具、合金的压铸模具、形状复杂的宇航发动机 部件和微型电子元件的制造等方应用越来越广泛。 5、在电镀中，由于电镀镍具有很多优异性能，其加工量仅次于电镀锌而居第二位，其消耗量占到镍总产量 的10%左右。 化学镀镍的特点、性能、用途： 1、厚度均匀性厚度均匀和均镀能力好是化学镀镍的一大特点，也是应用广泛的原因之一，化学镀镍避 免了电镀层由于电流分布不均匀而带来的厚度不均匀。化学镀时，只要零件表面和镀液接触，镀液中消 耗的成份能及时得到补充，镀件部位的镀层厚度都基本相同，即使凹槽、缝隙、盲孔也是如此。 2、镀件不会渗氢，没有氢脆，化学镀镍后不需要除氢。 3、很多材料和零部件的功能如耐蚀、抗高温氧化性等比电镀镍好。 4、可沉积在各种材料的表面上，例如：钢镍基合金、锌基合金、铝合金、玻璃、陶瓷、塑料、半导体等材 料的表面上，从而为提高这些材料的性能创造了条件。 5、不需要一般电镀所需的直流电机或控制设备。 6、热处理温度低，只要在400℃以下经不同保温时间后，可得到不同的耐蚀性和耐磨性，因此，特别适用 于形状复杂，表面要求耐磨和耐蚀的零部件的功能性镀层等
常用不锈钢基础知识
不锈钢定义 在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢，不锈钢是具有美观的表面和耐腐蚀性能好，不必经过镀色等表面处理，而发挥不锈钢所固有的表面性能,使用于多方面的钢铁的一种，通常称为不锈钢。代表性能的有13铬钢，18-铬镍钢等高合金钢。 从金相学角度分析，因为不锈钢含有铬而使表面形成很薄的铬膜，这个膜隔离开与钢内侵入的氧气起耐腐蚀的作用。 为了保持不锈钢所固有的耐腐蚀性，钢必须含有12%以上的铬。 不锈钢种类： 不锈钢可以按用途、化学成分及金相组织来大体分类。 以奥氏体系类的钢由18%铬-8%镍为基本组成，各元素的加入量变化的不同，而开发各种用途的钢种。 以化学成分分类： ①． CR系列：铁素体系列、马氏体系列 ②． CR-NI系列：奥氏体系列，异常系列，析出硬化系列。 以金相组织的分类： ①．奥氏体不锈钢 ②．铁素体不锈钢 ③．马氏体不锈钢 ④．双相不锈钢 ⑤．沉淀硬化不锈钢 不锈钢的标识方法
钢的编号和表示方法 ①用国际化学元素符号和本国的符号来表示化学成份，用阿拉 伯字母来表示成份含量，如：中国、俄国 12CrNi3A ②用固定位数数字来表示钢类系列或数字；如：美国、日本、 300系、400系、200系； ③用拉丁字母和顺序组成序号，只表示用途。 我国的编号规则 ①采用元素符号 ②用途、汉语拼音，平炉钢：P、沸腾钢：F、镇静钢：B、甲 类钢：A、T8：特8、GCr15：滚珠 ◆合结钢、弹簧钢，如：20CrMnTi 60SiMn、（用万分之几表示C含量） ◆不锈钢、合金工具钢（用千分之几表示C含量），如：1Cr18Ni9 千分之一（即0.1%C）,不锈 C≤0.08% 如0Cr18Ni9,超低碳C≤0.03% 如 0Cr17Ni13Mo 国际不锈钢标示方法 美国钢铁学会是用三位数字来标示各种标准级的可锻不锈钢的。其中： ①奥氏体型不锈钢用200和300系列的数字标示， ②铁素体和马氏体型不锈钢用400系列的数字表示。例如，某 些较普通的奥氏体不锈钢是以201、 304、 316以及310为 标记， ③铁素体不锈钢是以430和446为标记，马氏体不锈钢是以 410、420以及440C为标记，双相（奥氏体－铁素体），
不锈钢基础知识培训材料 不锈钢大市场
不锈钢基础知识 一、不锈钢的简介： 所有金属都和大气中的氧气进行反应，在表面形成氧化膜。不幸的是，在普通碳钢上形成的氧化铁继续进行氧化，使锈蚀不断扩大，最终形成孔洞。可以利用油漆或耐氧化的金属（例如，锌，镍和铬）进行电镀来保证碳钢表面，但是，正如人们所知道的那样，这种保护仅是一种薄膜。如果保护层被破坏，下面的钢便开始锈蚀 耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢。又称不锈耐酸钢。实际应用中，常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢，而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异，前者不一定耐化学介质腐蚀，而后者则一般均具有不锈性。不锈钢2的耐蚀性取决于钢中所含的合金元素。铬是使不锈钢获得耐蚀性的基本元素，当钢中含铬量达到12％左右时，铬与腐蚀介质中的氧作用，在钢表面形成一层很薄的氧化膜（自钝化膜），可阻止钢的基体进一步腐蚀。除铬外，常用的合金元素还有镍、钼、钛、铌、铜、氮等，以满足各种用途对不锈钢组织和性能的要求。 二、不锈钢的分类不锈钢通常按基体组织分为： 1、铁素体不锈钢。含铬12％～30％。其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高，耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。 2、奥氏体不锈钢。含铬大于18％，还含有8％左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。综合性能好，可耐多种介质腐蚀。 3、奥氏体- 铁素体双相不锈钢。兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点，并具有超塑性。 4、马氏体不锈钢。强度高，但塑性和可焊性较差。 三、不锈钢的特性和用途： 系列 美标 （ASTM ） 国标（GB）日表（SUS）性质用途 200 201 1Cr17Mn6Ni5N SUS201 具有耐酸、耐碱,密度高、抛光无气泡、 无针孔等特点,是生产各种表壳、表带 底盖优质材料等。 主要用于做装饰管,工 业管,一些浅拉伸制品. 202 1Cr18Mn8Ni5N SUS202 用Mn和N 代替了部分镍，从而获得 了良好的力学性能和耐蚀性能，是一种 节镍的新型不锈钢，他的室温强度比 304高，在800度以下有较好的抗氧化 性和中温强度 主要用于做装饰管,工 业管,一些浅拉伸制品. 2205 00Cr22Ni5Mo3N SUS2205 它的Cr、Mo和N元素的区间都比较 窄,容易达到相的平衡(即两相约各占一 半) , 改善了钢的强度,耐腐蚀性和焊接 性能,多用于性能要求较高和需要焊接 的材料,如油气管线等. 用于炼油, 化肥,造纸, 石油,化工等耐海水 耐高温浓硝酸等的热 交换器和冷淋器及器 件。
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内容 一、不锈钢的定义 二、不锈钢的分类 三、合金元素的作用 四、不锈钢的一般物理性质 五、不锈钢材料的基本性能 六、不锈钢的焊接性能 七、不锈钢的耐腐蚀性能 八、不锈钢的冲压性能
一、不锈钢的定义 不锈钢的定义：不锈钢是指在大气中不容易生锈的钢； 是在特定的酸、碱、盐条件中比较耐腐蚀的钢。 由于不锈钢具有优异的耐腐蚀性、成型性，以及在很宽温度范围内的强韧性等系列特点，因此在石油化工、 原子能源、轻工、纺织、食品、家用器械、船舶等方 面得到了广泛的应用。
二、不锈钢的分类 不锈钢的分类方法比较多，但通常按它的组织特点来进行分类，按这 种方法可以将不锈钢分成五大类，就是奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、 马氏体不锈钢、双相不锈钢和沉淀硬化不锈钢。 不锈钢组织分类图 图例说明： 1.纵坐标为镍当量； Ni当量=Ni%+30×%C+0.5×%Mn 2.横坐标为铬当量； 铬当量=%Cr+%Mo+1.5×%Si+0.5×%Nb
二、不锈钢的分类 1、奥氏体不锈钢 奥氏体不锈钢为面心立方结构的奥氏体组织。 工业牌号可分为Cr-Ni和Cr-Ni-Mn-N两大类型。 在正常热处理条件下，钢的基体组织为奥氏体，在不恰当热处理或不同受热状态下，在奥氏体基体中有可能存在少量的碳化物及铁素体组织。 奥氏体不锈钢不能通过热处理方法改变它的力学性能，只能采用冷变形的方式进行强化。 可以通过加入钼、铜、硅等合金化元素的方法得到适用于各种使用条件的不同钢种，如316L、304Cu等。 无磁性、良好的低温性能、易成型性和可焊性是这类钢种的重要特性。
不锈钢基础知识介绍
不锈钢基础知识介绍(一) 在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢，不锈钢是具有美观的表面和耐腐蚀性能好，不必经过镀色等表面处理，而发挥不锈钢所固有的表面性能,使用于多方面的钢铁的一种，通常称为不锈钢。代表性能的有13铬钢，18-铬镍钢等高合金钢。 从金相学角度分析，因为不锈钢含有铬而使表面形成很薄的铬膜，这个膜隔离开与钢内侵入的氧气起耐腐蚀的作用。 为了保持不锈钢所固有的耐腐蚀性，钢必须含有12%以上的铬。 不锈钢种类： 不锈钢可以按用途、化学成分及金相组织来大体分类。 以奥氏体系类的钢由18%铬-8%镍为基本组成，各元素的加入量变化的不同，而开发各种用途的钢种。 以化学成分分类： ①． CR系列：铁素体系列、马氏体系列 ②． CR-NI系列：奥氏体系列，异常系列，析出硬化系列。 以金相组织的分类： ①．奥氏体不锈钢
②．铁素体不锈钢 ③．马氏体不锈钢 ④．双相不锈钢 ⑤．沉淀硬化不锈钢 不锈钢基础知识介绍(二) 不锈钢的定义是在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢，不锈钢是具有美观的表面和良好的耐腐蚀性能，不必经过镀色等表面处理，而发挥不锈钢所固有的表面性能,使用于多方面的钢铁的一种，通常称为不锈钢。代表性能的有13铬钢，18-铬镍钢等高合金钢。 从金相学角度分析，因为不锈钢含有铬而使表面形成很薄的铬膜，这个膜隔离开与钢内侵入的氧气起耐腐蚀的作用。 为了保持不锈钢所固有的耐腐蚀性，钢必须含有12%以上的铬。 特性和用途：
一般特性 ◆ 表面美观以及使用可能性多样化 ◆ 耐腐蚀性能好，比普通钢长久耐用 ◆ 强度高，因而薄板使用的可能性大 ◆ 耐高温氧化及强度高，因此能够抗火灾◆ 常温加工，即容易塑性加工 ◆ 因为不必表面处理，所以简便、维护简单◆ 清洁，光洁度高 ◆ 焊接性能好 各种不锈钢的特性和用途
不锈钢 基 础 知 识 介 绍
一、不锈钢基础知识 不锈钢的定义及特性 定义：在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢，具有美观的表面和良好的耐腐蚀性能，不必经过镀色等表面处理，而发挥其固有的表面性能,使用于多方面的钢铁的一种，通常称为不锈钢（以不锈、耐蚀性为主要特性，且铬含量至少为%，碳含量最大不超过%的钢）。 不锈钢含有铬而使表面形成很薄的铬膜，这个膜隔离开与钢内侵入的氧气起耐腐蚀的作用。保持不锈钢的耐腐蚀性，钢必须含有%的铬。 特性：耐腐蚀性能好，比普通钢长久耐用 强度高 耐高温氧化及强度高，因此能够抗火灾 常温加工，即容易塑性加工 不必表面处理，简便、维护简单 清洁，光洁度高 焊接性能好 不锈钢的分类 不锈钢的分类方法很多。按室温下的组织结构分类，有马氏体型、奥氏
体型、铁素体和双相不锈钢；按主要化学成分分类，基本上可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大系统；按用途分则有耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐海水不锈钢等等，按耐蚀类型分可分为耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、耐晶间腐蚀不锈钢等；按功能特点分类又可分为无磁不锈钢、易切削不锈钢、低温不锈钢、高强度不锈钢等等。 a.化学成分分类： Cr系列：铁素体系列、马氏体系列； Cr-Ni系列：奥氏体系列，异常系列，析出硬化系列。 b.金相组织分类： 奥氏体不锈钢 铁素体不锈钢 马氏体不锈钢 双相不锈钢 沉淀硬化不锈钢 各元素对不锈钢性质的影响和作用 铬元素Cr:在不锈钢中其决定作用的元素。可提高不锈钢强度、硬 度、耐磨性、抗氧化性和耐腐蚀性，但同时会降低不锈钢的塑性和韧 性。 碳元素C：提高不锈钢强度，会降低耐腐蚀性。 镍元素Ni：耐腐蚀材料，提高不锈钢强度同时保持良好的塑性及韧性，高温下有防锈和耐热能力，是钢中组成奥氏体的元素。
第一章不锈钢基础知识 1. 不锈钢发展简史 不锈钢是不锈钢和耐酸钢的总称。在冶金学和材料科学领域中，依据钢的主要性能特征，将含铬量大于12%，且以耐蚀性和不锈性为主要使用性能的一系列铁基合金称为不锈钢。 狭义的不锈钢是指在大气中不容易生锈的钢。广义的不锈钢指在特定条件下的酸、碱、盐中耐蚀的钢。不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于钢的表面上富铬氧化膜（钝化膜）的形成，这种不锈性和耐蚀性是相对的。试验表明，钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中，其耐蚀性随钢中铬含量的提高而增加，当铬含量≥10%时，钢的耐蚀性发生突变，即从易生锈到不易生锈，从不耐蚀到耐腐蚀。所以通常称不锈钢是铬含量为12%以上的铁基合金。由于不锈钢材具有优异的耐蚀性、成型性、相容性以及在很宽温度范围内的强韧性等系列特点，所以在石油化工、原子能、轻工、纺织、食品、家用器械等方面得到广泛的应用。通常对在大气、水蒸汽和淡水等腐蚀性较弱的介质中具有不锈性和耐腐蚀性的钢种称不锈钢；对在酸、碱、盐等腐蚀性强烈的环境中具有耐蚀性的钢种称耐酸钢。两个钢类因成分上的差异而导致了它们具有不同的耐蚀性，前者合金化程度低，一般不耐酸；后者合金化程度高，既具有耐酸性又具有不锈性。 为了了解不锈钢发展的历程，有必要追溯到本世纪初期。大约在1910年左右，在世界上的一些地方出现了对新材料需求的危机，这种对材料需求的动力使得人们发明了不锈钢，并使其得到了飞速发展。 在英格兰的希菲尔德，H. Brearly 希望发明一种新型材料用来制作存放重型枪支的桶，这种桶要求必须耐磨损和擦伤。他经过调查发现在合金材料中加入高含量的铬元素，这种材料就不容易被刻伤。这个重大发现使他获得了专利，即钢中加入9－16％的铬，并且碳含量小于0.70％，第一代不锈钢诞生了。这些不锈钢最初用于不锈钢餐具，而如今普通碳钢已经取代不锈钢在餐具领域的应用。 几乎与此同时，在德国埃森的B. Strauss 发现了一种适合用于热电偶和高温计的保护管的材料。在许多铁基合金中，他发现了含有高含量铬的铁－铬－镍合金。含有超过20％含量Cr的合金样品被发现在实验室里即使放置很长时间也不会生锈。这个发现开发出了含有0.25％碳，20％铬和7％镍的钢，即最初的奥氏体不锈钢。 在英格兰和德国人致力于研究不锈钢的同时，F.M. Becket 正在美国的尼亚加拉大瀑布潜心研究希望发现一种便宜且耐氧化的材料，用于
不锈钢基础知识介绍(一) 在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢，不锈钢是具有美观的表面和耐腐蚀性能好，不必经过镀色等表面处理，而发挥不锈钢所固有的表面性能,使用于多方面的钢铁的一种，通常称为不锈钢。代表性能的有13铬钢，18-铬镍钢等高合金钢。 从金相学角度分析，因为不锈钢含有铬而使表面形成很薄的铬膜，这个膜隔离开与钢内侵入的氧气起耐腐蚀的作用。 为了保持不锈钢所固有的耐腐蚀性，钢必须含有12%以上的铬。 不锈钢种类： 不锈钢可以按用途、化学成分及金相组织来大体分类。 以奥氏体系类的钢由18%铬-8%镍为基本组成，各元素的加入量变化的不同，而开发各种用途的钢种。 以化学成分分类： ①．CR系列：铁素体系列、马氏体系列 ②．CR-NI系列：奥氏体系列，异常系列，析出硬化系列。 以金相组织的分类： ①．奥氏体不锈钢 ②．铁素体不锈钢 ③．马氏体不锈钢 ④．双相不锈钢 ⑤．沉淀硬化不锈钢 不锈钢基础知识介绍(二) 不锈钢的定义是在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢，不锈钢是具有美观的表面和良好的耐腐蚀性能，不必经过镀色等表面处理，而发挥不锈钢所固有的表面性能,使用于多方面的钢铁的一种，通常称为不锈钢。代表性能的有13铬钢，18-铬镍钢等高合金钢。
从金相学角度分析，因为不锈钢含有铬而使表面形成很薄的铬膜，这个膜隔离开与钢内侵入的氧气起耐腐蚀的作用。 为了保持不锈钢所固有的耐腐蚀性，钢必须含有12%以上的铬。 特性和用途： 一般特性 ◆ 表面美观以及使用可能性多样化 ◆ 耐腐蚀性能好，比普通钢长久耐用 ◆ 强度高，因而薄板使用的可能性大 ◆ 耐高温氧化及强度高，因此能够抗火灾 ◆ 常温加工，即容易塑性加工 ◆ 因为不必表面处理，所以简便、维护简单 ◆ 清洁，光洁度高 ◆ 焊接性能好 各种不锈钢的特性和用途
不锈钢基础知识大汇总 一、不锈钢的简介： 所有金属都和大气中的氧气进行反应，在表面形成氧化膜。不幸的是，在普通碳钢上形成的氧化铁继续进行氧化，使锈蚀不断扩大，最终形成孔洞。可以利用油漆或耐氧化的金属（例如，锌，镍和铬）进行电镀来保证碳钢表面，但是，正如人们所知道的那样，这种保护仅是一种薄膜。如果保护层被破坏，下面的钢便开始锈蚀 耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢。又称不锈耐酸钢。实际应用中，常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢，而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异，前者不一定耐化学介质腐蚀，而后者则一般均具有不锈性。不锈钢2的耐蚀性取决于钢中所含的合金元素。铬是使不锈钢获得耐蚀性的基本元素，当钢中含铬量达到12％左右时，铬与腐蚀介质中的氧作用，在钢表面形成一层很薄的氧化膜（自钝化膜），可阻止钢的基体进一步腐蚀。除铬外，常用的合金元素还有镍、钼、钛、铌、铜、氮等，以满足各种用途对不锈钢组织和性能的要求。 二、不锈钢的分类不锈钢通常按基体组织分为： 1、铁素体不锈钢。含铬12％～30％。其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高，耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。 2、奥氏体不锈钢。含铬大于18％，还含有8％左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。综合性能好，可耐多种介质腐蚀。 3、奥氏体 - 铁素体双相不锈钢。兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点，并具有超塑性。 4、马氏体不锈钢。强度高，但塑性和可焊性较差。 三、不锈钢的特性和用途：
四、不锈钢表面工艺： 热轧：简单点儿来说，一块钢坯在加热后（就是电视里那种烧的红红的发烫的钢块）经过几道轧制，再切边，矫正成为钢板，这种叫热轧 冷轧：简单说就是在热轧板卷的基础上加工轧制出来的，一般来讲是热轧---酸洗---（退火处理）冷轧这样的加工过程。（ps: 没有退火的叫轧硬卷。轧硬卷一般是用来做无需折弯，拉伸的产品。）冷轧钢板厚度更加精确，而且表面光滑、漂亮。
不锈钢常识大全 A 定义：通俗地说，不锈钢就是不容易生锈的钢，实际上一部分不锈钢，既有不锈性，又有耐酸性（耐蚀性）。不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜（钝化膜）的形成。这种不锈性和耐蚀性是相对的。试验表明，钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中，其耐蚀性随钢中铬含水量的增加而提高，当铬含量达到一定的百分比时，钢的耐蚀性发生突变，即从易生锈到不易生锈，从不耐蚀到耐腐蚀。表面美观以及使用可能性多样化。 B 特性： 耐腐蚀性能好，比普通钢长久耐用 强度高，因而薄板使用的可能性大 耐高温氧化及强度高，因此能够抗火灾 常温加工，即容易塑性加工 因为不必表面处理，所以简便、维护简单 清洁，光洁度高 焊接性能好 C 分类： 不锈钢的分类方法很多。按室温下的组织结构分类，有马氏体型、奥氏体型、铁素体和双相不锈钢；按主要化学成分分类，基本
上可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大系统；按用途分则有耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐海水不锈钢等等，按耐蚀类型分可分为耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、耐晶间腐蚀不锈钢等；按功能特点分类又可分为无磁不锈钢、易切削不锈钢、低温不锈钢、高强度不锈钢等等。 按照化学成分分类： 1. CR系列：铁素体系列、马氏体系列 2. CR-NI系列：奥氏体系列，异常系列，析出硬化系列。 按照金祥组织分类： 1. 奥氏体不锈钢：在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni 8%~10%、C约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化。如加入S，Ca，Se，Te等元素，则具有良好的易切削性。此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外，如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。此类钢中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni，就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。
201不锈钢基础知识 不锈钢材质，有着接近镜面的光亮度，触感硬朗冰冷，属于比较前卫的装饰材料，符合金属时 代的酷感审美。不锈钢材质通常按基体组织分为：1、铁素体不锈钢。含铬12%～30%。其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高，耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。2、奥氏体不锈钢。含铬大于18%，还含有8%左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。综合性能好，可耐多种介质腐蚀。3、奥氏体- 铁素体双相不锈钢。兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点，并具有超塑性。4、马氏体不锈钢。强度高，但塑性和可焊性较差。 通俗地说，不锈钢就是不容易生锈的钢，实际上一部分不锈钢，既有不锈性，又有耐酸性（耐蚀性）。 不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜（钝化膜）的形成。这种不锈性和耐蚀性是相对的。试验表明，钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中，其耐蚀性随钢中铬含量的增加而提高，当铬含量达到一定的百分比时，钢的耐蚀性发生突变，即从易生锈到不易生锈，从不耐蚀到耐腐蚀。不锈钢的分类方法很多。按室温下的组织结构分类，有马氏体型、奥氏体型、铁素体和双相不锈钢；按主要化学成分分类，基本上可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大系统；按用途分则有耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐海水不锈钢等等，按耐蚀类型分可分为耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、耐晶间腐蚀不锈钢等；按功能特点分类又可分为无磁不锈钢、易切削不锈钢、低温不锈钢、高强度不锈钢等等。由于不锈钢材具有优异的耐蚀性、成型性、相容性以及在很宽温度范围内的强韧性等系列特点，所以在重工业、轻工业、生活用品行业以及建筑装饰等行业中获取得广泛的 应用。 奥氏体不锈钢：在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni 8%~10%、C约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化。如加入S，Ca，Se，Te等元素，则具有良好的易切削性。此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外，如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。此类钢中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni，就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。高硅的奥氏体不锈钢浓硝酸肯有良好的耐蚀性。由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能，在各行各业中获得了广泛的应用。 铁素体不锈钢：在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。含铬量在11%~30%，具有体心立方晶体结构。这类钢一般不含镍，有时还含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素，这类钢具导热系数大，膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点，多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。这类钢存在塑性差、焊后塑性和耐蚀性明显降低等缺点，因而限制了它的应用。炉外精炼技术（AOD或VOD）的应用可使碳、氮等间隙元素大大降低，因此使这类钢获得广泛应用。 奥氏体--铁素体双相不锈钢：是奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含C较低的情况下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti，N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆
不锈钢基础知识 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
第一章不锈钢基础知识 1. 不锈钢发展简史 不锈钢是不锈钢和耐酸钢的总称。在冶金学和材料科学领域中，依据钢的主要性能特征，将含铬量大于12%，且以耐蚀性和不锈性为主要使用性能的一系列铁基合金称为不锈钢。 狭义的不锈钢是指在大气中不容易生锈的钢。广义的不锈钢指在特定条件下的酸、碱、盐中耐蚀的钢。不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于钢的表面上富铬氧化膜（钝化膜）的形成，这种不锈性和耐蚀性是相对的。试验表明，钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中，其耐蚀性随钢中铬含量的提高而增加，当铬含量≥10%时，钢的耐蚀性发生突变，即从易生锈到不易生锈，从不耐蚀到耐腐蚀。所以通常称不锈钢是铬含量为12%以上的铁基合金。由于不锈钢材具有优异的耐蚀性、成型性、相容性以及在很宽温度范围内的强韧性等系列特点，所以在石油化工、原子能、轻工、纺织、食品、家用器械等方面得到广泛的应用。通常对在大气、水蒸汽和淡水等腐蚀性较弱的介质中具有不锈性和耐腐蚀性的钢种称不锈钢；对在酸、碱、盐等腐蚀性强烈的环境中具有耐蚀性的钢种称耐酸钢。两个钢类因成分上的差异而导致了它们具有不同的耐蚀性，前者合金化程度低，一般不耐酸；后者合金化程度高，既具有耐酸性又具有不锈性。 为了了解不锈钢发展的历程，有必要追溯到本世纪初期。大约在1910年左右，在世界上的一些地方出现了对新材料需求的危机，这种对材料需求的动力使得人们发明了不锈钢，并使其得到了飞速发展。
一次化学镀厚铜孔金属化工艺 不用电镀铜的一次化学镀厚铜进行双面板和多层板孔金属化，可以显著缩短加工周期，降低生产成本，用此种工艺方法很容易作出高精度的印制板。通过实践证明一次化学镀厚铜的金属化孔可靠性要超过电镀铜，因为一次化学镀厚铜孔内镀层厚度非常均匀，不存在应力集中，特别是对于高密度的印制板小孔金属化（φ0.5以下的孔），对电镀来讲很难达到孔内镀层厚度均匀一致，而用化学镀铜的方法则是轻而易举的事，下面介绍双面和多层板一次化学镀厚铜的生产工艺。 5.1 双面印制板一次化学镀厚铜 1）用液体感光胶（抗电镀印料）制作双面电路图形。然后蚀刻图形。液体感光胶可以用网印或幕帘式涂布，幕帘法生产效率高，而且涂层均匀无砂眼，网印法易产生气孔砂眼。液体抗电镀感光胶分辨率非常高，显影无底层。很容易得到精细的电路图形。价格比干膜便宜。蚀刻电路图形之后用5％NaOH去除感光胶层。 2）网印或幕帘式涂布液体感光阻焊剂，制出阻焊图形 3）再用液体感光胶涂布板面，用阻焊底片再次曝光，显影，使孔位焊盘铜裸露出来。 4）钻孔 5）化学镀厚铜。 1.酸性除油3分钟 2.H2SO4/H2O2粗化3分钟 3.预浸处理1分钟 4.胶体钯处理3分钟②③④⑤⑥⑦ ①- ④处理液均为酸性溶液，板面上的液体感光胶层不会破坏，其结果是保护板面不受浸蚀，在进行活化时，孔内和板面上的感光胶层吸附了胶体钯。 ⑤5％NaOH处理3分钟，然后水冲洗板面上的感光层，连同感光胶上的胶体钯一同被碱溶解下来。孔内的胶体钯仍然保留。 ⑥1％NaOH处理1分钟，然后水冲洗，进一步去除板面上的残胶。 ⑦化学镀厚铜4小时，铜层厚度可达到20微米，化学镀铜过程中自动分析自动补加化学成份。适用于连续化学镀厚铜的配方： CuSO4.5H2O 10g/1 EDTA.2Na 40 g/1 NaOH 15 g/1 双联呲啶10mg/1 CN-10mg/1 操作条件：温度600C,化学镀铜过程中，通空气搅拌化学镀铜溶液，并连续过滤。自动控制PH和Cu+1离子含量。
最全不锈钢知识，别再问我201、202、301、302、304哪个是好钢！ 不锈钢（Stainless Steel）是不锈耐酸钢的简称，耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢；而将耐化学腐蚀介质（酸、碱、盐等化学浸蚀）腐蚀的钢种称为耐酸钢。 不锈钢指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢，又称不锈耐酸钢。实际应用中，常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢，而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异，前者不一定耐化学介质腐蚀，而后者则一般均具有不锈性。不锈钢的耐蚀性取决于钢中所含的合金元素。 通常按金相组织分为： 通常，按照金相组织，把普通的不锈钢分为三类:奥氏体型不锈钢、铁素体型不锈钢、马氏体型不锈钢。在这三类基本金相组织基础上，为了特定需求与目的，又衍生出了双相钢、沉淀硬化型不锈钢和含铁量低于50%的高合金钢。 1、奥氏体型不锈钢。 基体以面心立方晶体结构的奥氏体组织(CY相)为主，无磁性，主要通过冷加工使其强化(并可能导致一定的磁性)的不锈钢。美国钢铁协会以200和300系列的数字标示，如304。
2、铁素体型不锈钢。 基体以体心立方晶体结构的铁素体组织((a相)为主，有磁性，一般不能通过热处理硬化，但冷加工可使其轻微强化的不锈钢。美国钢铁协会以430和446为标示。 3、马氏体型不锈钢。 基体为马氏体组织(体心立方或立方)，有磁性，通过热处理可调整其力学性能的不锈钢。美国钢铁协会以410, 420以及440数字标示。马氏体在高温下具有奥氏体组织，当以适当的速度冷却至室温时，奥氏体组织能够转变为马氏体(即淬硬)。 4、奥氏体一铁素体(双相)型不锈钢。 基体兼有奥氏体和铁素体两相组织，其中较少相基体的含量一般大于15%，有磁性，可通过冷加工使其强化的不锈钢，329是典型的双相不锈钢。与奥氏体不锈钢相比，双相钢强度高，耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀及点腐蚀能力均有明显提高。 5、沉淀硬化型不锈钢。 基体为奥氏体或马氏体组织，并能通过沉淀硬化处理使其硬化的不锈钢。美国钢铁协会以600系列的数字标示，如630，即17-4PH。 一般来说，除合金外，奥氏体不锈钢的耐腐蚀性是比较优异的，在腐蚀性较低的环境中，可以采用铁素体不锈钢，在轻度腐蚀性环境中，若要求材料具有高强度或高硬度，可以采用马氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢。