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Enhanced Hydrogen Barrier Performance of ZrH1.8 via Yttria-Zirconia Composite Film Developed Through the ECD-MAO Technique

氧化钇稳定氧化锆 材料科学 复合数 立方氧化锆 腐蚀 复合材料 热障涂层 化学工程 陶瓷 化学 工程类 有机化学
作者
Zhan‐Lin Li,Yuantai Kang,Shu-fang Yan,Shao-hui Yang,Weidong Chen,Chunxia Guo,Wen Ma
出处
期刊:Corrosion Science [Elsevier]
卷期号:232: 112013-112013
标识
DOI:10.1016/j.corsci.2024.112013
摘要

To address the inherent shortcomings of the direct micro-arc oxidation method, this study employed a combination of electroplating and micro-arc oxidation techniques. This approach successfully fabricated a hydrogen permeation barrier film on the surface of ZrH1.8, featuring a yttria-stabilized zirconia (YSZ) composite oxide. The prepared composite film layer underwent thorough evaluations, encompassing assessments of its microstructure, phase structure, adhesion strength, thickness, barrier properties, and hydrogen permeation performance. The findings indicated that the electroplated yttrium layer contributes to the stabilization of the tetragonal phase of zirconia (T-ZrO2) during the micro-arc oxidation process, thereby enhancing the discharge behavior of the film layer. By employing this treatment method, the content of T-ZrO2 in the film layer increased to 26.70%, and the film became denser with a thickness of 60.93 μm. Additionally, the adhesion strength between the film layer and the substrate significantly improved, reaching 75.95 N, with a hardness of 393.24 HV. Furthermore, the film layer exhibited an increased hydrogen release temperature of 680 °C, demonstrating excellent performance as a hydrogen permeation barrier.
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