[发明专利]以多孔FeAlCr为基体的钯复合膜及其制备方法

权利要求书

1.一种以多孔FeAlCr为基体的钯复合膜，其特征在于，由多孔FeAlCr基体管，包裹在多孔FeAlCr基体管外的原位氧化层，包裹在原位氧化层外的陶瓷过渡层，和最外层的钯合金膜组成；所述多孔FeAlCr基体管中Al的质量百分数为5％～30％，Cr的质量百分数不大于5％，Fe为余量。

2.根据权利要求1所述的以多孔FeAlCr为基体的钯复合膜，其特征在于，所述多孔FeAlCr基体管的孔径为5μm～30μm，相对透气度为10m³/h·KPa·m²～100m³/h·KPa·m²，壁厚不大于1mm，管长不小于600mm。

3.根据权利要求1所述的以多孔FeAlCr为基体的钯复合膜，其特征在于，所述原位氧化层为多孔FeAlCr基体管在温度为400℃～1000℃的条件下热氧化10h～100h形成的一层致密的原位氧化层。

4.根据权利要求1所述的以多孔FeAlCr为基体的钯复合膜，其特征在于，所述陶瓷过渡层为采用溶胶凝胶法、物理气相沉积方法或化学气相沉积方法在多孔FeAlCr基体管的原位氧化层表面涂镀金属氧化物、金属氮化物或金属碳化物形成的厚度不大于1μm的过渡层。

5.根据权利要求1所述的以多孔FeAlCr为基体的钯复合膜，其特征在于，所述钯合金膜为采用电镀、化学镀、磁控溅射或离子镀在多孔FeAlCr基体管的陶瓷过渡层上镀覆钯合金形成的厚度不大于30μm的合金膜。

6.根据权利要求4所述的以多孔FeAlCr为基体的钯复合膜，其特征在于，所述金属氧化物为Al₂O₃、TiO₂、ZrO₂或SiO₂；所述金属氮化物为Ti、Zr或Si的氮化物；所述金属碳化物为Ti、Zr或Si的碳化物。

7.根据权利要求5所述的以多孔FeAlCr为基体的钯复合膜，其特征在于，所述钯合金为PdAg、PdCu、PdAgAuNi、PdAgAu或PdY。

8.制备如权利要求1所述的以多孔FeAlCr为基体的钯复合膜的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)将Fe粉、Cr粉、Al粉和增塑剂混合均匀，然后采用粉末冶金工艺依次通过成形、脱脂、烧结制备成多孔FeAlCr基体管，所述增塑剂的加入量为Fe粉、Cr粉和Al粉总质量的5％～15％；或将FeAlCr合金粉末与增塑剂混合均匀，然后采用粉末冶金法依次通过成形、脱脂、烧结制备成多孔FeAlCr基体管，所述增塑剂的加入量为FeAlCr合金粉末质量的5％～15％；所述增塑剂为石蜡或甲基纤维素；所述多孔FeAlCr基体管中Al的质量百分数为5％～20％，Cr的质量百分数不大于5％，Fe为余量；

(2)将步骤(1)中所述多孔FeAlCr基体管在温度为400℃～1000℃的条件下热氧化10h～100h，形成一层致密的原位氧化层；

(3)采用溶胶凝胶法、物理气相沉积方法或化学气相沉积方法在步骤(2)中形成原位氧化层的多孔FeAlCr基体管表面涂镀金属氧化物、金属氮化物或金属碳化物，然后将涂镀后的多孔FeAlCr基体管置于马弗炉中，在温度为300℃～800℃的条件下热处理1h～2h，随炉冷却后在多孔FeAlCr基体管表面形成厚度不大于1μm的陶瓷过渡层；所述金属氧化物为Al₂O₃、TiO₂、ZrO₂或SiO₂；所述金属氮化物为Ti、Zr或Si的氮化物；所述金属碳化物为Ti、Zr或Si的碳化物；

(4)采用电镀、化学镀、磁控溅射或离子镀在步骤(3)中形成陶瓷过渡层后的多孔FeAlCr基体管表面镀覆钯合金，然后在氩气氛下，在温度为300℃～800℃的条件下热处理5h～15h，形成厚度不大于30μm钯合金膜，随炉冷却得到以多孔FeAlCr为基体的钯复合膜；所述钯合金为PdAg、PdCu、PdAgAuNi、PdAgAu或PdY。