Analysis of oxide formed on Ti during exposure in bentonite clay. Pt. 2
Creators
- 1. Chalmers Tekniska Hoegskola, Goeteborg (Sweden). Dept. of Engineering Metals
Description
Titanium owes its excellent corrosion properties due to a passive oxide layer on its surface. In a long term perspective a change of the oxide structure may influence these properties. This is an important question when titanium is used as an overpack material for storage of spent nuclear fuel. The structure of the oxide formed on titanium during exposure in ground-water saturated bentonite clay at 95deg C up to six years is reported. The initially formed oxide is amorphous. Exposures for 3 to 6 years causes crystallization of the oxide. The microcrystals (rutile) are about 50-100 A and coexist with the amorphous phase. The crystallinity increases with exposure time. The reason for crystallization is a driving force toward the thermodynamically most stable state. A consequence of the crystallization is an increasing oxidation rate where the grain-boundaries provide a short diffusion path for the ions. A dedicated investigation of the influence of the sample preparation technique and the electron beam irradiation was performed since it was feared that these could create structural artifacts. These experiments showed that it was possible to analyze the true structure of titanium oxides if certain precautions were taken. (orig.)
Abstract (German)
Die ausgezeichnete Korrosionsbestaendigkeit von Titan ist durch die Bildung einer passivierenden Oxidschicht auf seiner Oberflaeche bedingt. Diese Schutzwirkung kann langfristig durch Veraenderungen der Oxidstruktur beeinflusst werden. Diese Frage ist von Bedeutung, wenn Titan als Umhuellungsmaterial fuer verbrauchten Kernbrennstoff verwendet wird. Der vorliegende Bericht behandelt die Struktur des Oxids, das im Laufe von mehreren Jahren bei der Lagerung von Titan in mit Grundwasser gesaettigtem Bentonit bei 95deg C entsteht. Das anfaenglich entstandene Oxid ist amorph, doch im Laufe von 3 bis 6 Jahren kommt es zu Kristallisation. Die entstehenden Mikrokristalle (Rutil, 50-100 A) koexistieren mit der amorphen Phase. Die Kristallinitaet steigt mit der Expositionsdauer. Eine eingehende Untersuchung des Einflusses der Probenvorbereitung und der Elektronenbestrahlung wurde durchgefuehrt, da die Moeglichkeit besteht, dass dabei strukturelle Artefakte entstehen koennen. Die Versuche haben gezeigt, dass die wahre Struktur der Titanoxide ermittelt werden kann, wenn bestimmte Vorsichtsmassnahmen getroffen werden. (orig./MM)Additional details
Additional titles
- Subtitle (English)
- The structure of the oxide
Publishing Information
- Journal Title
- Werkstoffe und Korrosion
- Journal Volume
- 41
- Journal Issue
- 10
- Series
- Werkst. Korros.
- Journal Page Range
- 578-584
- ISSN
- 0043-2822
- CODEN
- WSKRA
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 22022242
- Subject category
- S36: MATERIALS SCIENCE; S42: ENGINEERING; S12: MANAGEMENT OF RADIOACTIVE WASTES, AND NON-RADIOACTIVE WASTES FROM NUCLEAR FACILITIES;
- Descriptors DEI
- BENTONITE; CONTAINERS; CORROSION PRODUCTS; IMAGES; IRRADIATION; MEDIUM TEMPERATURE; MICROSTRUCTURE; SIMULATION; SPENT FUEL STORAGE; TIME DEPENDENCE; TITANIUM; TITANIUM OXIDES; X-RAY DIFFRACTION
- Descriptors DEC
- CHALCOGENIDES; CLAYS; COHERENT SCATTERING; CRYSTAL STRUCTURE; DIFFRACTION; ELEMENTS; INORGANIC ION EXCHANGERS; ION EXCHANGE MATERIALS; MATERIALS; METALS; MINERALS; OXIDES; OXYGEN COMPOUNDS; SCATTERING; SILICATE MINERALS; STORAGE; TITANIUM COMPOUNDS; TRANSITION ELEMENT COMPOUNDS; TRANSITION ELEMENTS