气体在金属中的溶解

    由于氢原子直径最小，易于溶解于金属，所以氢在金属中的溶解在真空技术和工程中是比较重要的。

    氢溶于金属有五种类型：

    （1）氢气在Ni、Fe、Co、Cr、Cu、Al、Ag、Mo、W、Pt、Mn等金属中形成固溶体，并随着温度的上升而增加。这类金属在溶解过程中伴随着吸热效应，称为第一类金属。

    （2）在Ti、V、Zr、Nb、La、Ce、Ta、Th、Pd、Hf等Ⅲ、IV、V副族金属中，氢与金属组成假氢化物，但是随着温度的增加溶解度下降。这类金属在溶解过程中伴随着放热效应，称为第二类金属。

    （3）氢气同碱金属和碱土金属组成氢化物，如NaH、CaH2形成以离子键结合的离子化合物。

    （4）氢与C、Si、S、Se、As等ⅣA、VA、ⅥA族元素组成以共价键结合的共价化合物。

    （5）氢在金属An、Zn、CdIn、Tl中不溶解。

    第一类金属常用做真空设备和电真空器件的结构材料，其溶解度比较小，大约在104个金属原子中溶解不超过4个氢原子。第二类金属常用做吸气剂材料，其溶解度比第一类要大得多，大约每个金属原子可溶解0.5~3个氢原子。此外，溶解度还和材料的金相结构有关，例如，氢在真空系统常用的结构材料钢和不锈钢中的溶解度有很大差别。

    除贵重金属外，大多数金属都能溶解一些氧。当超过了溶解的极限时，就出现氧化物的形态。所以，区别金属中所含的氧是处于物理溶解还是形成氧化物，通常是困难的。许多金属在熔融态时吸收大量氧气，而凝固时这些氧气又变成氧化物。因此，一般在熔融态金属中氧的含量往往大于固态金属所能溶解的量。

    氮只有在高温度下才能溶解于某些金属，其中在锆中的溶解度较大，在钢和铁中的溶解度小于1%（重量）。氮不溶于钴、铜、银、金。

    一氧化碳和二氧化碳只能溶于铁、镍这样一些金属之中，形成碳化物，但一氧化碳不溶于铜。虽然许多金属不直接溶解一氧化碳和二氧化碳，但是在真空中可由于碳的向外扩散与表面金属氧化物反应，形成一氧化碳、二氧化碳而释放出来。

大气压力下氢气对镍、铁的渗透系数

（慧朴科技，huiputech）