Preparation of Cr2O3/Al2O3 bipolar oxides as hydrogen permeation barriers by selective oxide removal on SS and atomic layer deposition
Preparation of Cr2O3/Al2O3 bipolar oxides as hydrogen permeation barriers by selective oxide removal on SS and atomic layer deposition
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通过选择性去除 SS 上的氧化物和原子层沉积制备 Cr2O3/Al2O3 双极氧化物作为氢渗透屏障
DOI：
10.1016/j.ijhydene.2019.03.086
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发表时间：
2019-05
影响因子：
7.2
通讯作者：
Zhang Zhengjun
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhang Mengyuan;Zhao Rongyi;Ling Yunhan;Wang Rongguang;Zhou Qingyun;Wang Jipeng;Li Yunhui;Zhang Zhengjun
铁镍基不锈钢（SS）作为核电站的基底材料，对氢等离子体的渗透几乎没有抑制作用。氢等离子体主要由正负氢离子和微量的非电离氢原子组成。在本工作中，一种新的Cr2 O3/Al 2 O3双极氧化物势垒的制备使用原子层沉积（ALD）的Al 2 O3上的生成的Cr2 O3层，通过循环伏安法（CV）去除部分氧化物，SS已在空气中在550 °C预氧化。发现在复合膜的界面处，由于Cr_2O_3的模板作用，形成了一小层α-Al_2O_3。利用氢放电等离子体处理模拟了聚变堆中双极氧化物阻挡层的氢渗透行为。结果表明，这种双极性氧化物的抗氢渗透性优于原始氧化物或Cr2 O3膜的上级。令人印象深刻的是，氢等离子体处理修复的双极氧化物通过减少有缺陷的CrO 3，导致在耐氢渗透性的改善。这些研究结果表明，一种新的方法，氢渗透屏障SS上的制备，为未来的核能应用提供了深入了解氢屏障建设。
Iron-nickel based stainless steel (SS) applied in nuclear plants as a substrate material barely suppresses the permeation of hydrogen plasmas, which are mainly composed of positive and negative hydrogen ions with trace amounts of non-ionized hydrogen atoms. In this work, a new Cr2O3/Al2O3bipolar oxide barrier was prepared using atomic layer deposition (ALD) of Al2O3on a Cr2O3layer that was generated by removing partial oxides with cyclic voltammetry (CV) of SS that had been pre-oxidized at 550 °C in air. We found that a small layer of α-Al2O3was formed by the template effect of Cr2O3at the interface of this composite film. The hydrogen permeation behavior of this bipolar oxide barrier in a fusion reactor was simulated with hydrogen-discharging plasma treatment. The results demonstrated that the hydrogen permeation resistance of this bipolar oxide was superior to the original oxide or a Cr2O3film. Impressively, hydrogen plasma treatment repaired the bipolar oxide via reduction of the defective CrO3, resulting in an improvement in the hydrogen permeation resistance. These findings demonstrate a novel method of hydrogen permeation barrier preparation on SS, providing insight into hydrogen barrier construction for future nuclear energy applications.
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DOI：
10.3724/sp.j.1095.2013.20385
发表时间：
2013-01
期刊：
Chinese Journal of Applied Chemistry
影响因子：
--
作者：
王丽品 王森林 段钱花;Wang Senlin Duan Qianhua Wang Lipin-Wang-Senlin-Duan-Qianhua-Wang-Lipin-114028374
通讯作者：
王丽品 王森林 段钱花;Wang Senlin Duan Qianhua Wang Lipin-Wang-Senlin-Duan-Qianhua-Wang-Lipin-114028374
DOI：
10.1021/la049590v
发表时间：
2004-07
期刊：
Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
影响因子：
--
作者：
T. V. Malleswara Rao;G. Deo;J. Jehng;I. Wachs
通讯作者：
T. V. Malleswara Rao;G. Deo;J. Jehng;I. Wachs
影响因子：
1.7
作者：
DESIMONI, E;MALITESTA, C;RIVIERE, JC
通讯作者：
RIVIERE, JC
Cr-C合金选择性氧化和原子层沉积CrxCy@Cr2O3/Al2O3复合涂层的氢渗透性能
影响因子：
7.2
作者：
Wang Jipeng;Lu Zhaoxia;Ling Yunhan;Wang Rongguang;Li Yunhui;Zhou Qingyun;Zhang Zhengjun
通讯作者：
Zhang Zhengjun
影响因子：
--
作者：
SHUTTLEWORTH, D
通讯作者：
SHUTTLEWORTH, D