Zur Korrosion des Hafnium – Oxide und Hydride

Hafnium (Goodfellow und Material Research Company) wurde in verschiedenen Elektrolyten (sauer, alkalisch, Cl − ‐haltig) bezüglich Deckschichtbildung und ‐wachstum sowie Elektrodenkinetik untersucht, wofür sowohl konventionelle elektrochemische Methoden als auch die Impedanzspektroskopie eingesetzt wurden. Die elektrochemische bestimmten Korrosionsraten liegen deutlich höher als die aus Massenverlustmessungen in der Literatur angegebenen. – Die DK wurde zu 11,5 bestimmt. – Die Deckschicht ist nicht einheitlich, wie aus SIMS‐Aufnahmen hervorgeht, bedingt durch die Nichtstöchiometrie des Oxids bei RT. Sie besitzt eine geringe, an Isolator grenzende n‐Leitfähigkeit; das Flachbandpotential liegt bei U = − 10 mV. Die Initialschicht beträgt nach Kapazitätsmessungen 2,7 nm. In 0,5 M NaCl‐Lösung beginnt die Cl 2 ‐Entwicklung bereits bei 500 mV. Im kathodischen Potentialbereich findet bis U = −1,69 − 0,058 V die Wasserstoffentwicklung am Oxid statt. Im Zusammenhang mit Beobachtungen am Titan bezüglich der Spannungsrißkorrosion wurde das Verhalten von Wasserstoff in Hafnium mit der kernphysikalischen 15 N‐Methode untersucht: Es bildet sich ein Hydrid HfH 1,6, der Wasserstoffdiffusionskoeffizient ergibt sich zu D 20° = 3,8 × 10 −11 cm 2 s −1 . Bei T = 385 °C dissoziiert Wasserstoff vom Hf‐hydrid ab. Die Ergebnisse werden diskutiert und mit denen verglichen, die an Titan und Zirkonium erhalten wurden.