ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Скорость окисления из "Окисление металлов и сплавов" Щим от температуры членом, включающим в себя энтропию диффузии Можно представить, что процесс диффузии создает определенный беспорядок и тем самым увеличивает энтропию. Этот прирост должен быть тем больше, чем больше исходная степень упорядочения, т. е. чем меньше дефектов в кристалле. Если учесть, как это уже отмечалось, неточность экспериментальных значений о, практическая ценность этого представления остается еще весьма ограниченной. [c.61] Данные об устойчивости металлических соединений свидетельствуют о том, что практически ни один металл не остается в газовой среде совершенно инертным. Следовательно, задача сводится к рассмотрению вопроса о том, в какой степени покрытия, образующиеся при взаимодействии металлов с газом, обладают защитной способностью. Иными словами, здесь мы сталкиваемся с вопросом о механизме и скорости роста окисного слоя. [c.61] Методы исследования роста окисных слоев (которые рассматриваются в следующей главе) охватывают измерения изменений толщины окалины, веса (точнее говоря, массы) образца металла или объема окружающего газа. Количественные данные были получены по большей части в виде данных об изменении веса (Дяг) на поверхности единичной площади. [c.61] Кинетическая теория рассматривает прежде всего вопросы о ходе реакции во времени. Таким образом, первая задача сводится к отысканию взаимосвязи между скоростью окисления и временем. В действительности известен ряд предлагавшихся зависимостей подобного рода. Все эти зависимости были открыты эмпирически. Мы перечислим их здесь, выразив через привес Ат и время /. [c.61] Довольно часто единая кривая окисление — время сочетает в себе две или несколько зависимостей. Металл или сплав, например, может начать окисляться параболически с дальнейшим переходом к линейному окислению. Эту зависимость мы в дальнейшем называем паралипейной. [c.62] М — молекулярный вес поглощенного газа. [c.63] Мх — вес отрицательного компонента, приходящийся на молекулу поверхностного соединения. [c.63] Однако этой взаимосвязью надо пользоваться с большой осторожностью, так как плотность поверхностного слоя не обязательно должна совпадать с плотностью соответствующего соединения в компактном виде. Слои могут быть как пористыми, так и весьма компактными. В случае толстых слоев почти всегда наблюдается хорошее соответствие, но этим соотношением нельзя пользоваться, пока толщина слоя не достигла нескольких тысяч ангстремов. [c.63] Применимость той или иной временной зависимости к данному металлу или сплаву во многом зависит от толщины уже образовавшейся пленки, т. е. от времени и температуры. В табл. 6 приводятся временные закономерности для ряда металлов в зависимости от температуры, наблюдавшиеся, экспериментально. Оценка источников, указанных в этой таблице, дается в гл. 4. Поскольку переход от одной временной закономерности к другой происходит гладко и поскольку он зависит от толщины окалины, табл. 6 дает лишь приближенную картину фактических наблюдений. [c.63] Метод вычисления значений трех постоянных feg, а и о из эмпирических кривых, связывающих скорость окисления со временем, вкратце изложен Чэмпионом и Уайтом [174]. [c.65] Уже впоследствии была установлена ее справедливость для окисления в атмосфере воздуха или кислорода в случае следующих металло магния [179], церия [180] и железа [172, 181. 182] при комнатной температуре никеля [183, 184], циркония [185] и титана [186, 187] при температурах ниже -300°С тантала [188] при температурах ниже 150° С. [c.65] По мере утолщения пленки правилом становится окисление ло линейной, параболической или кубической закономерностям иногда ход окисления характеризуется определенным сочетанием этих закономерностей (см табл. 6). [c.67] По данным Денча, технические сорта калия и бария окисляются в атмосфере воздуха при комнатной температуре с линейной скоростью (рис. 15). [c.67] Если поверхностный слой не обладает защитной способностью и не противодействует непрерывному соприкосновению газа с поверхностью металла, то фактическая толщина слоя не оказывает никакого влияния на скорость окисления. Такой процесс можно охарактеризовать как реакцию нулевого порядка, т. е. [c.67] Строго говоря, линейное уравнение нельзя связывать с толщиной окисного слоя, поскольку оно утрачивает всякий смысл, когда начинается заметное улетучивание продукта окисления. [c.67] Вернуться к основной статье