Poznavanje interakcij vodikovih izotopov z volframom se je v zadnjih letih izkazalo za pomanjkljivo, saj se v fuzijskih reaktorjih nove generacije nakazujejo izjemne termične razmere, pri katerih mnoge od možnih interakcij lahko privedejo do nenadejanih posledic. Še posebej kritična je količina tritija, ki se v reaktorju lahko zadrži po daljšem času izvajanja eksperimentov, in sicer zato, ker se v reakciji z devterijem ne porabi v celoti in se tudi ne odvede iz reaktorja v plinasti fazi. Predvidoma je tritij lahko zajet kjerkoli v stenah reaktorja (tritium retention), v masivnih stenah ali v depozitih iz W ali Be/W. V sklopu raziskav iz fuzijske tematike, povezane z EFDA in posredno z ITER, smo s predhodno razvitimi metodami študirali dolgotrajno razplinjevanje in hkrati občasno izmerili permeacijo vodika skozi plasti volframa debeline 1 in 10 mikrometrov, nanesenimi za različnimi postopki. Hladen substrat iz specialnega jekla Eurofer je izjemno močno permeabilen, kar omogoča študij volframa, ki pa je celo v strukturi z velikimi kristalnimi zrni dosti manj prepusten za vodik kot pa je substrat. Posebej zanimive lastnosti ima volfram, nanesen z lasersko pulzno metodo (PLD) v helijevi razredčeni atmosferi. Volfram raste v pogojih, ki na tarči ne sprožajo izbruhov kapljic, dokaj počasi in tvori v plasti izjemno majhne kristalite premera nekaj nm. O interakciji vodika takih volframovih plasti ni najti literaturnih podatkov. Presenetilo nas je, da so poleg izjemno nizke permeabilnosti pri 400 °C, ki so imele vrednosti med P = 1.46x10-15 mol H2/(m s Pa0.5) in P = 4.8x10-15 mol H2/(m s Pa0.5), plasti izkazovale izjemno visoko koncentracijo vodika, reda 0.1 H/W, kljub dejstvu, da je topnost vodika v volframu med najnižjimi med vsemi kovinami. Razlago smo poiskali v novejših teoretičnih napovedih, kjer lahko vsaka volframova vrzel vsebuje celo 10 – 12 atomov vodika, ki tvori srednje močno kemijsko vez.
COBISS.SI-ID: 25908263
V prispevku predstavimo eksperimentalne podatke in numerično simulacijo spinodnega odlepljanja tankih plasti. Pokazalo se je, da je mehanizem spinodnega odlepljanja prisoten tudi v primeru, ko tanko plast obsevamo z ionskim snopom, vendar je pričakovana zveza med začetno debelino tanke plasti in karakteristično valovno dolžino nastalega vzorca modificirana zaradi delovanja ionskega curka. Ta ugotovitev je podprta z numeričnim modelom, ki pokaže pričakovani kvadratni zakon za primer, da ni ionskega jedkanja, ter bimodalni trend v primeru delovanja ionskega snopa. Ta rezultat dopolnjuje prejšnje študije in odpira novo, zanimivo področje za uporabo odlepljanja tankih plasti pod vplivom ionskega curka za izdelavo funkcionalnih nanostruktur.
COBISS.SI-ID: 914090
V članku so opisane meritve skozi tanke plasti (500 in 700 nm) silicijevega nitrida, ki je bil nanesen z naprševanjem iz silicijeva tarče v atmosferi dušika in argona. Substrat za izvedbo zelo natančne meritve permeacije je bila 40 mm ploščica Eurofera debeline 0.5 mm. Po pričakovanju je bil tok vodika skozi plast bistveno nižji kot skozi sam substrat, in sicer za faktor 2000, kar uvršča SiN med najboljše zaporne plasti sploh. Dejansko so naše meritve celo prve, ki navajajo tudi kvantitativno, kolikšen je ta faktor za vodik. Permeabilnost pri 400 °C je P = 1×10-17 mol H2/m s Pa0.5. Presenetljiv podatek je tudi, da je plast tako učinkovita zapore le, kadar vsebuje 6-7at.% močno vezanega vodika, kar smo pokazali z metodo ERDA. V primeru, ko v plasti močno vezanega vodika ni, je plast bistveno manj zaporna.
COBISS.SI-ID: 25978663
V članku smo opisali, kako deluje pomožna grafitna elektroda, ki je bila v literaturi opisana kot možen ukrep za stabilno delovanje plinskega prenapetostnega odvodnika. Izkazalo se je, da izjemno ostri robovi grafitne elektrode (grafeni debeline nekaj atomskih plasti) delujejo kot vir elektronov, ki pod vplivom pozitivne napetosti izstopajo proti kovinski anodi. Pri obratni polariteti elektronov ne zaznamo. S tem se je nakazala verjetno prva in doslej neobjavljena uporaba grafenov v konkretni elektronski napravi.
COBISS.SI-ID: 25752615
Zaradi razplinjevanja sten vakuumskih kalibracijskih posod postane vzpostavitev kalibracijskega tlaka v primarnih kalibracijskih vakuumskih sistemih, delujočih v tlačnem območju manjšem od 10[na]{-6} Pa, nenatančna. Avstenitno nerjavno jeklo je najprimernejši material za gradnjo ultra visokovakuumskih (UVV) in ekstremno visokovakuumskih (EVV) posod. Pri zelo nizkih tlakih v UVV- in EVV-področju je vodik prevladujoč rezidualni plin v vakuumskih sistemih, narejenih iz nerjavnega jekla. Tako je zmanjšanje razplinjevanja vodika najpomembnejše za doseganje nizkih tlakov v naštetih področjih. V tem članku je predmet raziskav vakuumska posoda z debelino stene 2,62 mm, ki je narejena iz nerjavnega jekla AISI type 304 L. Postopki pregrevanja vakuumske posode so se izvajali pri 250 °C 380 h in pri 350 °C 140h. Po pregrevanju pri 250 °C 380 h (kar ustreza brezdimenzijskemu času Fo =3,09) je bila pri sobni temperaturi dosežena gostota pretoka razplinjevanja q= 2,86 * 10[na]{-13} mbar L s[na]{-1} cm[na]{-2}. Z nadaljnjim pregrevanjem pri 350 °C 140 h (Fo = 8,66, kar rezultira v celotni brezdimenzijski čas [sigma]Fo = 11,75) se je gostota pretoka razplinjevanja pri sobni temperaturi zmanjšala na q = 5,7 * 10[na]{-14} mbar L s[na]{-1} cm[na]{-2}.
COBISS.SI-ID: 905642