High-resolution characterization of the diffusion of light chemical elements in metallic components by scanning microwave microscopy
| Autor: | Eric Bourillot, Frédéric Herbst, Tony Montessin, Virgil Optasanu, Pascal Berger, Pierre Jacquinot, Eric Lesniewska, Cédric Plassard, Pauline Vitry, Laure Beaurenaut |
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| Přispěvatelé: | Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (LICB), Université de Bourgogne (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Etudes des Eléments Légers (LEEL - UMR 3685), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne ( LICB ), Université de Bourgogne ( UB ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire d'Etudes des Eléments Légers ( LEEL - UMR 3685 ), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) ( NIMBE UMR 3685 ), Institut Rayonnement Matière de Saclay ( IRAMIS ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut Rayonnement Matière de Saclay ( IRAMIS ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) |
| Rok vydání: | 2014 |
| Předmět: |
Zirconium
Chemistry Analytical chemistry chemistry.chemical_element [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry 02 engineering and technology 021001 nanoscience & nanotechnology 01 natural sciences Oxygen [ CHIM.MATE ] Chemical Sciences/Material chemistry Nuclear reaction analysis 0103 physical sciences Microscopy General Materials Science Limiting oxygen concentration Solubility 010306 general physics 0210 nano-technology Microwave Solid solution |
| Zdroj: | Nanoscale Nanoscale, Royal Society of Chemistry, 2014, 6, pp.14932-14938. ⟨10.1039/c4nr04017a⟩ Nanoscale, Royal Society of Chemistry, 2014, 6, pp.14932-14938. 〈10.1039/c4nr04017a〉 Nanoscale, 2014, 6, pp.14932-14938. ⟨10.1039/c4nr04017a⟩ |
| ISSN: | 2040-3372 2040-3364 |
| DOI: | 10.1039/c4nr04017a |
| Popis: | International audience; An original sub-surface, high spatial resolution tomographic technique based on scanning microwave microscopy (SMM) is used to visualize in-depth materials with different chemical compositions. A significant phase difference in SMM between aluminum and chromium buried patterns has been observed. Moreover this technique was used to characterize a solid solution of a light chemical element (oxygen) in a metal lattice (zirconium). The large solubility of the oxygen in zirconium leads to modifications of the properties of the solid solution that can be measured by the phase shift signal in the SMM technique. The signal obtained in cross-section of an oxidized Zr sample shows the excellent agreement between phase shift profiles measured at different depths. Such a profile can reveal the length of diffusion of the oxygen in zirconium under the surface. The comparison with the oxygen concentration measured by nuclear reaction analysis shows excellent agreement in terms of length of diffusion and spatial distribution of the oxygen. A rapid calibration shows a linear dependence between the phase shift and the oxygen concentration. The SMM method opens up new possibilities for indirect measurements of the oxygen concentration dissolved in the metal lattice |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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