阻氢渗透涂层研究进展与展望

张凯鹏 1，李冲冲1,2,3，方敏2，方莉3，王倩1，常跃1（1.北华航天工业学院 材料工程学院；2.阀毕威阀门有限公司；3.山西大学 分子科学研究所）

摘要：氢能作为一种清洁可再生能源因其热值高、来源广泛等特点，被誉为21 世纪最具发展潜力的终极能源，是未来实现脱碳的重要途经。在碳达峰、碳中和大背景以及相关政策的扶持下，国际氢能已进入产业化快速发展阶段。然而，氢在材料中渗透和扩散导致的氢脆问题一直是制约其应用安全性的关键因素。阻氢渗透涂层作为一种有效控制氢脆的手段而受到广泛关注。综述了阻氢渗透涂层的最新研究进展，涵盖氢扩散模型及其阻氢机理、阻氢渗透性评价方法、阻氢涂层制备工艺及新型阻氢涂层材料等多个方面。详细阐述了阻氢渗透模型及其阻氢机理，如物理阻隔、氢陷阱、势垒阻氢等；对涂层阻氢渗透性能评价与测试方法进行了系统归纳与总结，包括电化学监测电解氢渗透法、电化学监测气相氢渗透法、气相氢渗透法、原位充氢-拉伸载荷法、慢应变拉伸法等；深入探讨了当前研究中阻氢涂层的常用制备工艺，如物理气相沉积、化学气相沉积、热浸镀、化学镀等；同时对新型阻氢渗透涂层材料进行了总结分析，包括非晶阻氢、二维材料阻氢以及金属氧化物和氮化物阻氢等。最后，对阻氢渗透涂层研究存在的不足及未来发展方向进行了展望，以期为阻氢渗透涂层研究人员提供借鉴和指导，助力氢能产业更加安全、高效地发展。

关键词：氢能；阻氢涂层；氢渗透；氢脆；阻氢机理