This title appears in the Scientific Report :
2018
Please use the identifier:
http://hdl.handle.net/2128/21042 in citations.
Yttriumoxid-Dünnschichten als Tritium-Permeationsbarriere
Yttriumoxid-Dünnschichten als Tritium-Permeationsbarriere
Historisch betrachtet, beginnt die Forschung der Wasserstoff-Permeation im Jahr 1863 mit den Permeationsexperimenten von Deville und Troost in Frankreich. Sie untersuchten Eisen undPlatin bei Temperaturen im Bereich von 300 °C [1]. In der gleichen Zeit führte Graham in Britannien vergleichbare Exper...
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Personal Name(s): | Engels, Jan (Corresponding author) |
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Contributing Institute: |
Plasmaphysik; IEK-4 |
Imprint: |
Jülich
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag
2018
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Physical Description: |
252 S. |
Dissertation Note: |
Dissertation, Universität Bochum, 2018 |
ISBN: |
978-3-95806-371-6 |
Document Type: |
Book Dissertation / PhD Thesis |
Research Program: |
Plasma-Wall-Interaction |
Series Title: |
Schriften des Forschungszentrums Jülich Reihe Energie & Umwelt / Energy & Environment
443 |
Link: |
OpenAccess |
Publikationsportal JuSER |
Historisch betrachtet, beginnt die Forschung der Wasserstoff-Permeation im Jahr 1863 mit den Permeationsexperimenten von Deville und Troost in Frankreich. Sie untersuchten Eisen undPlatin bei Temperaturen im Bereich von 300 °C [1]. In der gleichen Zeit führte Graham in Britannien vergleichbare Experimenten mit Palladium und weiteren Metallen durch [2]. Graham ging daraufhin erstmals von der Permeation in Atmosphäre einen Schritt weiter und verwendete ein Vakuumgefäß als Niederdruckvolumen. Weiterführende Experimente unter anderem von Graham mit verschiedene Metallen zeigten die besonderen Eigenschaften von Palladium, welches außergewöhnlich hohe Wasserstoffkonzentrationen löst. So absorbiert Palladium das bis zu 200-fache Gasvolumen seines Eigenvolumens. Die hohe Wasserstofflöslichkeit führt zur Bildung einer Palladiumhydrid-Phase mit einer vergrößerten Gitterkonstante [3]. 1871 zeigte Olding, dass Palladium als einziges der Metalle beim Ausheizen den gelösten Wasserstoff nicht wieder desorbiert [4]. Diese Experimente zu Wasserstoff in Metallen spielten im folgenden Jahrhundert eine zentrale Rolle in Hinblick auf die Korrosion von Metallen, die Metallurgie, die chemische Kinetik und die Vakuumtechnologie [5]. Ab Mitte des zwanzigsten Jahrhunderts entstand ein weiteres Anwendungsfeld der Wasserstoff- Permeation mit dem Fokus auf Sicherheitsaspekte des radioaktiven Tritiums in der Fissionsund in der Fusionsforschung bei sehr geringen Partialdrücken des Tritiums [5, 6]. Die Unterdrückung der Permeation von Tritium durch die Reaktorwände ist notwendig, da die Stahl- Strukturelemente im Temperaturbereich der Anwendung eine hohe Permeation aufweisen [7, 8]. Ohne eine Unterdrückung der Permeation des radioaktiven Tritiums, wäre der sichere Betrieb von Fissions- und Fusionskraftwerken nicht gewährleistet. 1951 zeigte Flint erstmals, dass die Permeation durch ein Metall signifikant abgesenkt wird, sobald die Oberfläche des Metalls während der Permeation oxidiert [9]. Hierbei unterdrücken insbesondere oberflächenlimitierende Prozesse des Metalloxids die Permeation. Seit 1960 haben basierend hierauf zahlreiche Gruppen oxidierte Metalloberflächen oder Dünnschichtkeramiken auf Metallsubstraten als Permeationsbarrieren untersucht [10, 11]. [...] |