| 氢脆是一个通用术语，是指与金属和合金中氢的存在有联系的各种裂纹现象[67]。金属和合金的氢脆产生的后果非常严重，在有些情况下，如飞机零件或核反应堆的部件氢脆会危及人们生命安全。 如果在电沉积时引入氢，大多数材料都会变脆[69]。据说，“关于镀锌最壮观的场面和最令人难忘的声音是当你站在寂静的仓库中听到的，当你靠近刚刚镀完锌的钢弹簧的鼓时，就可以听到由弹簧慢慢地自我破坏以释放氢而发出的金属的尖锐的声音”[71]。同样，作者也曾镀过钯里面共沉积了大量氢，发现电沉积完以后，电镀试样猛烈地扭转，并从氢释放过程中释放大量的热，以至于烫手。参考文献[67～71]讨论了这种现象的影响。 图12—8是钯和氢的相图。这个体系被仔细研究过[47]，但是最近可以推理出的“冷聚合”现象又重新激起了人们的研究兴趣[72-74]。事实上，一些关于这个系统的经典的基础工作是由Lacher[75]在1935年到l939年间进行的。他们得到氢化钯以面心立方体的一相存在，原子浓度比达到[H]/[Pd]=0.03。Flanagan和Simons[78]发现a-PdHx的晶格比纯钯的略有增加，在3.889A到3.89A(1A=0.1nm)，这是由于吸收了氢。但是在氢浓度较高时，[H]/[Pd]=0.57，最低原子浓度比的纯卢相占主导。卢相也是面心立方体，有着较大晶格常数(4.04A)，另外，p相取决于体系温度和氢气的压力。例如，Frumkin和Aladjalowa[79]在氢压力为1个大气压时得到的原子浓度比[H]/[Pd]=0.68，Hoor和Arrowsmith证实温度在20～30℃之间，原子浓度比等于0.61。当原子浓度比在0.03～0.57范围内时，两相呈多相平衡。 氢脆现象源于β-PdHx相的热力学稳定。沉积完以后，β-PdHx立即自发地分解，并放出氢气，最后转化成热力学稳定的β-PdHx这个转变伴随着相应的晶格收缩，如图12—9所示，也改变了钯膜的力学性能。当沉积膜收缩时应力大大增加，当应力的弹性组成超过屈服点时，应力通过裂纹而释放。这种现象的破坏性后果如图l2—10所示。
图12—9钯-氢脆化现象的示意图
图12—10 氢脆钯层的扫描电镜图 因此，钯的电沉积和材料性能受化学和沉积参数(例支Ⅱ温度、pH但)影啊很大，因为这些参数决定了共沉积氢的量。最近关于钯电沉积过程中夹杂氢的电化学和机理的一些研究可见参考文献[72～74]以及文献[81～87]。如果要成功地电镀钯，必须了解这个现象以及影响钯沉积的电化学参数。 |
