DSpace Repository

Zr-based intermetallic diffusion barrier for stainless steel supported palladium membrane

Show simple item record

dc.contributor.advisor Korbratna Kriausakul
dc.contributor.advisor Sukkaneste Tungasmita
dc.contributor.author Maslin Chotirach
dc.contributor.other Chulalongkorn University. Faculty of Science
dc.date.accessioned 2019-05-14T03:21:54Z
dc.date.available 2019-05-14T03:21:54Z
dc.date.issued 2009
dc.identifier.uri http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/61757
dc.description Thesis (M.Sc)--Chulalongkorn University, 2009 en_US
dc.description.abstract Electroless-plated palladium membranes were prepared on 316L stainless steel supports with Zr-based intermetallic diffusion barriers, i.e., Zr, ZrO₂ and ZrN. A dc magnetron sputtering method was used to deposit Zr films. The ZrO₂ thin films were obtained from oxidation of Zr thin films in air at 500°C for 1 hour. The ZrN thin films were grown by dc reactive magnetron sputtering at nitrogen flow rate of 2 sccm to obtain stoichiometric composition . The prepared films were characterized by XRD, EDS and SEM for phase structure, elemental composition, and surface morphology, respectively. SEM-EDS line scan was used to investigate palladium membranes with and without the diffusion barriers under hydrogen atmosphere at 400-600°C for 24 hours. It was found that ZrO₂ intermetallic diffusion barrier was more effective than ZrN and Zr. The hydrogen permeation flux obtained from palladium membranes with the diffusion barriers was higher than that without, with increasing order, Zr 0.5 µm < ZrN 0.5 µm < ZrO₂ 0.17 µm < ZrO₂ 0.5 µm. Thus, ZrO₂ thin film is the most suitable intermetallic diffusion barrier due not only to prevent the metal migration into palladium membranes but also giving high hydrogen permeance. en_US
dc.description.abstractalternative แพลเลเดียมเมมเบรนเตรียมโดยเทคนิคการเคลือบแบบไม่ใช้กระแสไฟฟ้าบนเหล็กกล้า ไร้สนิมที่มีชั้นกั้นการแพร่ระหว่างโลหะฐานเซอร์โคเนียมได้แก่ เซอร์โคเนียม เซอร์โคเนียมออกไซด์ และเซอร์โคเนียมไนไตรด์ ฟิล์มบางเซอร์โคเนียมเคลือบด้วยเทคนิคดีซีแมกนีตรอนสปัตเทอร์ริง ออกซิไดซ์ฟิล์มบางเซอร์โคเนียมในอากาศ ที่อุณหภูมิ 500 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 1 ชั่วโมงเพื่อให้ได้ฟิล์มบางเซอร์โคเนียมออกไซด์ ฟิล์มบางเซอร์โคเนียมไนไตรด์ปลูกโดยเทคนิครีแอกทีฟ ดีซีแมกนีตรอนสปัตเทอร์ริงที่อัตราการไหลของไนโตรเจน 2 เอ็สซีซีเอ็ม เพื่อให้ได้องค์ประกอบเชิงสตอยชิโอเมทรี พิสูจน์เอกลักษณ์ฟิล์มที่เตรียมได้ ได้แก่โครงสร้างของเฟส องค์ประกอบธาตุ และลักษณะของพื้นผิว ด้วยเทคนิคการเลี้ยวเบนรังสีเอ็กซ์ อีดีเอ็ส และ เอ็สอีเอ็ม ตามลำดับ ใช้เอ็สอีเอ็ม-อีดีเอ็ส เพื่อตรวจสอบชั้นแพลเลเดียมเมมเบรนที่มีและไม่มีชั้นกั้นการแพร่ภายใต้บรรยากาศไฮโดรเจนที่ 400 ถึง 600 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 24 ชั่วโมง พบว่าชั้นกั้นการแพร่เซอร์โคเนียมออกไซด์มีประสิทธิภาพมากกว่าเซอร์โคเนียมไนไตรด์ และเซอร์โคเนียม ค่าการแพร่ผ่านของไฮโดรเจนที่ได้จากการใช้แพลเลเดียมเมมเบรนที่มีชั้นกั้นการแพร่มากกว่าแพลเลเดียมเมมเบรนที่ไม่มีชั้นกั้นการแพร่ โดยที่มีค่าเพิ่มขึ้นดังนี้ เซอร์โคเนียมหนา 0.5 ไมโครเมตร < เซอร์โคเนียมไนไตรด์หนา 0.5 ไมโครเมตร < เซอร์โคเนียมออกไซด์หนา 0.17 ไมโครเมตร < เซอร์โคเนียมออกไซด์หนา 0.5 ไมโครเมตร ดังนั้นฟิล์มบางเซอร์โคเนียมออกไซด์เป็นชั้นกั้นการแพร่ระหว่างโลหะที่เหมาะสมที่สุดเนื่องจากไม่เพียงแต่ป้องกันการแพร่ของโลหะเข้าไปในชั้นแพเลเดียมเมมเบรนเท่านั้น แต่ยังให้ค่าการแพร่ผ่านของไฮโดรเจนที่สูงอีกด้วย en_US
dc.language.iso en en_US
dc.publisher Chulalongkorn University en_US
dc.relation.uri http://doi.org/10.14457/CU.the.2009.1681
dc.rights Chulalongkorn University en_US
dc.subject Palladium membrane en_US
dc.title Zr-based intermetallic diffusion barrier for stainless steel supported palladium membrane en_US
dc.title.alternative ชั้นกั้นการแพร่ระหว่างโลหะฐานเซอร์โคเนียมสำหรับแพลเลเดียมเมมเบรนบนตัวรองรับเหล็กกล้าไร้สนิม en_US
dc.type Thesis en_US
dc.degree.name Master of Science en_US
dc.degree.level Master's Degree en_US
dc.degree.discipline Petrochemistry and Polymer Science en_US
dc.degree.grantor Chulalongkorn University en_US
dc.email.advisor korbratna.k@chula.ac.th
dc.email.advisor Sukkaneste.T@Chula.ac.th
dc.identifier.DOI 10.14457/CU.the.2009.1681


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record