Barrierer mot hydrogenpermeasjon: Grunnleggende krav, materialvalg, deponeringsmetoder og kvalitetsevaluering

Opprinnelig artikkel Skrevet av Vincenc Nemanič fra Jožef Stefan Institute, JSI, Jamova cesta 39, 1000 Ljubljana, Slovenia.

En effektiv permeasjonsreduksjon av gassformige hydrogenisotoper i en metallvegg ved hjelp av en barriere er viktig på to hovedområder: forebygging av hydrogenskjørhet i stål og kontroll av tritiumbeholdningen i fremtidige kjernefusjonsreaktorer. De aller viktigste fremskrittene og relevante studiene kommer fra kjernefusjonsmiljøet, der tritiumbeholdningen er et viktig tema som påvirker sikkerheten.

Man leter etter stabile permeasjonsbarrierer blant materialer med lavest løselighet og diffusivitet for hydrogen i bulk. I tillegg til noen få rene metaller, som beryllium og wolfram, har tette oksider, nitrider og karbider blitt brukt som
blitt mest undersøkt. Beleggsteknikker for fremstilling av godt vedheftende og perfekte barrierer er selvsagt like viktige som selve materialvalget. De mest attraktive teknikkene er de som går ut på å danne et ad-layer ved hjelp av oksidasjon. Andre metoder krever spesifikke gassmiljøer med sterke elektriske og magnetiske felt, noe som kan være en begrensning for ad-layerets jevne dekning over store og ujevne områder. En annen utfordrende oppgave er å evaluere den oppnådde barriereytelsen. Flere av de nye metodene som kan spore hydrogenisotoper i bulk ved svært lave konsentrasjoner, klarer ofte ikke å bestemme mobiliteten deres. De avdekker heller ikke betydningen av barrieredefekter. Den klassiske metoden med gassgjennomtrengningshastighet gjennom belagte membraner er fortsatt det mest pålitelige alternativet for å bestemme den faktiske effektiviteten til hydrogenpermeasjonsbarrieren (HPB). Ved forhøyet temperatur registreres hydrogenpermeasjonshastigheten på nedstrøms side av en belagt membran som utsettes for et betydelig høyere hydrogenoppstrømstrykk. Ved hjelp av moderne vakuuminstrumenteringsteknikker kan selv de mest effektive barrierene karakteriseres på en god måte.

Les hele artikkelen

Drevet av BetterDocs