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Enregistrement W4391640239 · doi:10.1149/ma2023-02121103mtgabs

In Situ Measurement of Hydrogen Absorption into Copper-Coated Titanium Using Neutron Reflectometry and Electrochemical Impedance Spectroscopy

2023· article· en· W4391640239 sur OpenAlexaffabout
Arthur Situm, Behrouz Bahadormanesh, Lars J. Bannenberg, Frans Ooms, Hunter Feltham, Guerman Popov, Mehran Behazin, Lyudmila V. Goncharova, James J. Noël

Notice bibliographique

RevueECS Meeting Abstracts · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineMaterials Science
ThématiqueHydrogen embrittlement and corrosion behaviors in metals
Établissements canadiensNuclear Waste Management OrganizationWestern University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésCopperMaterials scienceDielectric spectroscopyTitaniumNeutron reflectometryIn situElectrochemistryReflectometryAbsorption (acoustics)Electrical impedanceHydrogenAnalytical Chemistry (journal)SpectroscopyNeutronElectrodeChemistryMetallurgyNeutron scatteringComposite materialSmall-angle neutron scatteringPhysicsNuclear physicsPhysical chemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

We set out to investigate the possibility that a small amount of hydrogen, generated by sulfide-driven corrosion or radiolytic processes, might be absorbed into the copper coating proposed for use as corrosion protection for the used nuclear fuel containers (UFCs) to be stored in a deep geological repository (DGR) in Canada. Hydrogen absorption may have the potential to alter the mechanical properties of the copper coating. This contribution discusses our initial study, using in situ neutron reflectometry (NR) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS), of hydrogen absorption into a 50-nm layer of copper coated onto 4 nm of Ti on a Si single-crystal substrate. In situ NR-EIS experiments detected no increase in the hydrogen content within the copper layer of the copper-titanium thin film following 55 h of polarization in deoxygenated 0.1 M NaCl solution at pH 9, at potentials ranging from −444 mV/SCE to −1300 mV/SCE (detection limit ~2 at.%). However, these NR results showed that hydrogen can be absorbed into copper when the latter is cathodically polarized below about ─900 mV/SCE, which is the experimentally measured potential threshold for the hydrogen evolution reaction (HER) under these conditions. Although hydrogen did not accumulate in the outer Cu layer, our experiments revealed that the absorbed hydrogen quickly traversed the Cu layer to concentrate in the underlying titanium layer, which favours absorbed hydrogen. This observation is consistent with hydrogen uptake measured using inert gas fusion analysis on oxygen-free, phosphorus-doped (OFP) copper, which showed that in the absence of hydrogen recombination inhibitors (e.g., As(III)), only a small increase of 22 wt. ppm hydrogen was absorbed into the copper after 24 h at E = −1300 mV/SCE, and no increase in absorbed hydrogen occurred at potentials of −1100 mV/SCE or more positive. The initial absorption efficiency for electrolytically produced hydrogen atoms at the copper surface was determined to be 3.2%, suggesting that there may be an upper limit for hydrogen uptake by the copper coating of the UFC, although studies on 3 mm copper-coated steel samples representative of UFC materials will be required to confirm that. This result supports the prediction that hydrogen absorption is unlikely to lead to any failure of the copper barrier within a proposed DGR, in which it will not be possible to achieve such negative electrochemical potentials. Intended future research using in situ NR-EIS to study hydrogen absorption during the corrosion of copper thin films by HS⁻ ions and further studies on hydrogen absorption into 3-mm-thick copper-coated steel samples will help to validate these conclusions.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,004

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,032
Tête enseignante GPT0,308
Écart entre enseignants0,276 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2023
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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