Температурная зависимость окисления металлов

ТЕМПЕРАТУРНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ОКИСЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ [c.54]

Температурная зависимость окисления металлов. ... [c.587]

В данном пособии мы даем только три работы на газовую коррозию. Однако эти задачи подобраны так, что, выполнив их, учащийся сможет достаточно ознакомиться с областью и основными приемами исследования газовой коррозии экспериментальным установлением кинетики окисления металлов и определением основных законов окисления ( работа № 1,) и установлением температурной зависимости окисления (работа № 2) стандартным методом массовых испытаний жаростойкости металлов (работа № 3). [c.33]

Для подтверждения диффузионно-кинетического происхождения сложно-параболического закона нужно исследовать температурную зависимость скорости окисления металла, а следовательно, и постоянных и и определить значения соответствующих энергий активации и Q , которые должны быть порядка [c.64]

Для подтверждения внутренне-внешнедиффузионного происхождения сложно-параболического закона следует исследовать температурную зависимость скорости окисления металла, а следовательно, и постоянных к и и определить значения соответствующих энергий активации и Q< ,, которые должны быть более низкими (порядка нескольких килокалорий на моль) для внешней и более высокими (порядка десятков и сотен килокалорий на грамм-атом) для внутренней диффузии и могут быть сопоставлены с соответствующими литературными данными. [c.66]

Парравано и Будар [154], Шваб и Блок [169] изучили зависимость окисления иа закиси никеля от введенных в нее окислов металлов с одно- и трехзарядными катионами. Работая в различных температурных интервалах, они получили почти диаметрально противоположные результаты. Парравано и Будар нашли, что эти добавки [c.330]

Присадки к смазочным маслам имеют троякое назначение они снижают износ и коррозию, уменьшают образование нагара, лака и осадка, изменяют физические свойства базовых масел. Антиокислительные присадки замедляют окисление масла, антикоррозионные — защищают металлические поверхности от разрушения под действием агрессивных продуктов окисления. Базовые масла без присадок часто не обеспечивают надлежащей смазки в условиях высоких нагрузок и требуют введения гипоидных присадок для предотвращения чрезмерного износа металла. Моющие и диспергирующие присадки уменьшают образование нерастворимых в маслах соединений и предотвращают их выпадение в осадок. Применение соответствующих присадок позволяет улучшать такие свойства смазочных материалов, как температура текучести, вязкостно-температурная зависимость, уменьшает вспенивание. В настоящее время лишь очень небольшое количество смазочных материалов выпускают без присадок. Картер-ные, турбинные, индустриальные, авиационные масла, масла для зубчатых передач и жидкости для автоматических трансмиссий всегда содержат присадки, без введения которых практически нельзя достигнуть необходимых эксплуатационных показателей. [c.9]

Цель работы — установить температурную зависимость скорости окисления данного металла в воздухе. Влияние температуры на скорость газовой коррозии металла определяют по привесу образцов из исследуемого металла после их выдержки в печах при трех-четырех заданных температурах. [c.38]

С повышением температуры интенсивность окисления металлов я сплавов сильно возрастает, так как повышается скорость диффузии, что приводит к увеличению константы скорости окисления. Температурная зависимость константы скорости окисления подчиняется экспоненциальному закону [c.25]

Цель работы — установить температурную зависимость скорости окисления данного металла на воздухе. Влияние температуры на скорость окисления металла определяют по увеличению массы образцов из исследуемого металла после выдержки в печах при трех-четы-рех заданных температурах (этот метод не пригоден при образовании на металле частично возгоняющейся окисной пленки, например МоОз и WO3 при высоких температурах). [c.45]

На рис. 4 приведена кривая скорости окисления железа на воздухе V в зависимости от изменения абсолютной температуры Т. Представленная температурная зависимость, отвечающая этому уравнению, характерна также для ряда других металлов (меди в интервале 700—900° С, латуни 70/30 в интервале 600— 900° С). [c.15]

Путем обработки многочисленных литературных данных по термодинамическим свойствам окислов Зс -переходных металлов Рид [507] построил температурные зависимости интегральной свободной гиббсовской энергии образования окислов из металла и кислорода (рис. V. 104). Кроме того, вычислил изменения Р02 и AG по мере окисления металла и протекания фазовых превращений низших окислов в высшие (рис. V. 105). Им выявлены две интересные закономерности [c.198]

В области температур, представляющих интерес, быстро устанавливается рост окисла по линейному закону, а лимитирующей стадией процесса является, как обычно полагают, диффузия ионов кислорода через тонкий поверхностный слой окисла, обладающий адгезией и характеризующийся постоянной средней толщиной при данной температуре. В случае двуокиси углерода константа скорости сначала плавно возрастает с температурой, а вблизи температуры фазового перехода 3—у-металла (780° С) происходит резкое повышение скорости реакции, сопровождаемое некоторым самоподогревом за счет большой теплоты реакции. При дальнейшем повышении температуры до 1000 С скорость реакции остается постоянной или меняется слабо. Основная масса окисла образуется в форме сыпучего порошка (размер частиц увеличивается с повышением температуры) или при более высоких температурах — в форме растрескавшейся окалины, обладающей адгезией к металлу. Отсутствие температурной зависимости константы скорости при высоких температурах объясняется именно формированием такой окалины и может быть связано со спеканием окисла или, что более вероятно, с освобождением растущих механических напряжений за счет пластической деформации окисла и верхнего слоя металла, а не за счет разрыва окисной пленки. При самых высоких температурах лимитирующей стадией коррозии может стать диффузия газа через пористую окалину [13]. Присутствие небольших количеств паров воды (>10-2%) и кислорода (>10 %) существенно усиливает коррозию при более низких температурах (400— 500°С) [11], причем в таких условиях часто наблюдается селективная коррозия металла около включений карбида [14]. Введение в уран добавок кремния (>3,8%) повышает стойкость к окислению при всех температурах, в то время как легирование [c.213]

В ряде случаев эти связи нарушаются, например при окислении накаленного вольфрама [3], платины [4], когда летучие продукты окисления металла испаряются с поверхности после образования. Но и в этих явлениях начальная стадия окисления совершается при контакте кислорода с атомами металлической решетки, а не со свободными атомами. Однако отсутствие на поверхности металла пленки окисла позволило определить энергию активации процесса окисления чистой поверхности металла. Для этого была использована известная температурная зависимость скорости образования окисла [c.163]

Температура очень сильно влияет на скорость процессов химической коррозии металлов. С повышением температуры процессы окисления металлов протекают значительно быстрее, несмотря на уменьшение их термодинамической возможности. Характер влияния температуры на скорость окисления металлов определяется температурной зависимостью константы скорости химической реакции кс (при кинетическом контроле процесса окисления металлов) нли коэффициента диффузии йд (при диффузионном контроле процесса), которая выражается одним и тем же экспоненциальным законом (уравнение Аррениуса), связывающим температуру с относительной долей частиц, обладающих энергией выше некоторого порогового значения (рис. 82, а) [c.122]

Каталитическое окисление. При каталитическом окислении в зависимости от температурных условий и применяемого катализатора кислород может окислять исходные углеводороды до альдегида или до кислоты. Контактное окисление обычно протекает при высокой температуре (400—600 °С), осуществляют процесс в паровой фазе. Катализаторами служат такие металлы, как медь, серебро, ванадий, молибден, вольфрам, железо и ряд других. Кроме индивидуальных металлов применяют их смеси. Катализируют процессы окисления и оксиды перечисленных металлов. Выбор катализатора и температура определяются главным образом желаемой степенью окисления углеводорода. Так как кислород с парами органических соединений образует взрывоопасные смеси, концентрация его [c.237]

Термоокислительная стабильность характеризует склонность реактивных топлив к окислению при повышенных температурах с образованием осадков и смолистых отложений. В условиях авиационных полетов имеет место повышение температуры топлива в топливных системах вплоть до 200 °С и выше, например, в сверхзвуковых самолетах. Было установлено, что зависимость осадкообразования в топливах при изменении температуры от 100 до 300 °С носит экстремальный характер. Характерно, что для каждого вида топлива имеется своя температурная область максимального осадкообразования. Так, эта температура для топлив ТС-1 и Т-1 составляет 150 и 160 °С соответственно. Чем тяжелее фракционный состав топлива, тем при более высокой температуре наступает максимум осадкообразования. Окисление топлив при повышенных температурах значительно ускоряется за счет каталитического действия материала деталей топливных систем. Для снижения интенсивности окислительных процессов наиболее эффективно введение в реактивное топливо присадок, пассивирующих каталитическое действие металлов. Оценку термоокислительной стабильности реактивных топлив проводят в специальных приборах в статических и динамических условиях. Статический метод оценки заключается в окислении образца топлива при 150 °С в изолированном объеме с последующим определением массы образовавшегося осадка (в мг/100 мл) в течение 4 или 5 ч. Стабильность в динамических условиях оценивают по величине перепада давления в фильтре при прокачке нагретого до 150-180 С топлива в течение 5 ч или по образованию осадков в нагревателе (в баллах). [c.77]

Как известно, в полиэтилене можно обнаружить определенное число винильных, эпоксидных, карбонильных и карбоксильных групп [42—46]. Их количество бывает максимальным, когда применяют порошкообразный полиэтилен. Именно поэтому в данном случае наблюдается максимальная адгезионная прочность. Очевидно, присутствие некоторого количества полярных групп в полиэтилене, а также увеличение их содержания в результате окисления обеспечивают возникновение между полимером и металлом ион-дипольного взаимодействия и водородных связей. Резкое увеличение адгезии при окислении полиэтилена указывает па решающую роль именно этого типа сил. Не исключена также возможность образования химических связей между полярными группами окисленного полиэтилена и окисной пленкой металла [47—50, 152]. В пользу этого предположения свидетельствуют данные об энергии активации разрушения адгезионной связи полиэтилена со сталью, рассчитанные по температурно-временной зависимости адгезии. Эта величина составляет 25—38 ккал/моль [47, 48], что говорит о возникновении между адгезивом и субстратом химических связей. [c.298]

В зависимости от строения молекул реакционная способность таких катализаторов по отношению к глубокому окислению различна. По скоростям дожигания и глубине превращения в одинаковых условиях все классы углеводородов можно расположить в следующий ряд олефины > нормальные парафины > разветвленные парафины > ароматические. Соответственно температурные условия процесса дожигания для них неодинаковы. Наиболее активным катализатором является платина (30—80°). Окислы металлов и их соединения (шпинели) окисляют углеводороды при более высоких температурах (200—400°). Модифицирование поверхности таких контактов позволяет значительно повысить их активность и снизить [c.234]

Циклические температурные изменения и высокие температуры, возникающие в металлических частях конструкций теплиц во время жарких и солнечных дней, могут вести к ускоренной деструкции пленок. Легко заметить множественные повреждения пленки в тех местах, где она имеет контакт с металлическими структурными элементами, особенно если они не окрашены. Температура в точках контакта может достигать 70°С и более в зависимости от климатических условий. При этом диффузия ионов металла усиливает процесс деструкции. Частицы металла, особенно ионы, могут выступать в роли катализатора деструкции гидропероксидов, образовавшихся в результате окисления, что ведет к недопустимо высокой скорости деструкции. Механизм деструкции пленок из ПЭ, содержащих добавки с ионами металлов, изучался при температуре, стимулирующей компостирование. Концентрация гидропероксидов [РООН] в пленках анализировалась количественно с помощью йодометрического потенциометрического титрования, а результат сравнивался с данными Фурье-инфракрасной спектроскопии. Установлено, что концентрация [РООН] возрастает на ранней стадии деструкции, затем Идет более или менее ровное плато, и, наконец, она начинает снижаться. Подобный результат был получен и методом Фурье-инфракрасной спектроскопии. Также было обнаружено, что законы возрастания индекса карбонилов и концентрации [РООН] имеют более сложный характер, чем экспоненциальный рост, типичный для начальной стадии окисления [28]. [c.260]

Если с изменением температуры изменяется кинетический закон окисления металла (например, для /i" = й т показатель изменяется с температурой, и. г. п + onst), использование зависимости (242) затруднено или исключено. В этом случае для ряда целей, в частности для обнаружения качественных изменений в протекании процесса с изменением температуры, применимо эмпирическое уравнение температурной зависимости показателя коррозии г/ за т = 1, аналогичное уравнению (242) [c.123]

Щелочноземельные металлы, входящие в состав нафтенатов, оказывают практически равное влияние на кинетику накопления гидропероксидов при окислении ж-ДИПБ в присутствии каталитической системы. Например, в результате замены магния на стронций происходит незначительное уменьшение начальной скорости накопления гидропероксидов и несколько уменьшается их максимальный выход. При температуре окисления 120 °С скорости накопления составляют 5,0-и 4,4-моль-л , а максимальная концентрация гидропероксидов в оксидате — 5,6 и 5,5 моль/л соответственно для нафтенатов магния и стронция. Некоторое уменьшение каталитической активности при замене магния на стронций в катализаторе хорошо согласуется с имеющимися различиями в склонности этих металлов к комплексообразованию с о-фенантролином [60]. Эффективные энергии активации реакции накопления гидропероксидов в присутствий обеих каталитических систем, вычисленные из аррениусовской температурной зависимости их максимальных скоростей накопления, оказались одинаковыми и равными (68,8 2,4) кДж/моль. Полученные значения эффективной энергии активации меньше, чем в случае реакций, катализированных одним нафтенатом щелочноземельного металла [180]. [c.96]

Условия ускоренных испытаний при высоких температурах сильно отличаются от практических условий эксплуатации полимера при нормальных температурах. Так, структура полиолефинов (кристаллическая и аморфная части) вблизи температуры плавления может сильно отличаться от структуры при низких температурах. Поэтому при определении эффективности антиоксидантов рекомендуется каталитически ускорять старение добавками меди, следами металлов или стеарата кальция 243б. Этот способ позволяет проводить испытания при низких температурах. Кажущаяся энергия активации каталитического окисления, определенная из температурной зависимости периода индукции по поглощению кислорода, должна быть равна энергии активации некатализированного окисления, что позволяет проводить прямой пересчет. [c.414]

В данном пособии мы даем только четыре работы по газовой коррозии. Однако эти задачи подобраны так, что, выполнив их, учащийся сможет достаточно полно ознакомиться с областью и основными приемами исследования газовой коррозии экспериментальным установлением кинетики окисления металлов и определением основных законов окисления (работа № 1), установлением температурной зависимости скорости окисления (работа № 2), наиболее типичным методом нспытания жаростойкости металлов и ее повышения путем легирования (работа № 3), а также методом нанесения жаростойких (диффузионных) покрытий (работа № 4). [c.38]

На магнитную восприимчивость влияет также окисление, агрязнение или изменение микрокристаллической структуры, это особенно заметно сказывается, когда работают с порошками. К этому вопросу мы еще вернемся ниже, когда будем гово-)ить о восприимчивости отдельных групп металлов. t Что касается зависимости восприимчивости металлов от темпе-эатуры, то здесь нельзя указать на какую-то единую закономерность для всех металлов. Так, у некоторых, например, щелочных, металлов восприимчивость почти не зависит от температуры. У некоторых парамагнитных металлов восприимчивость возрастает с убыванием температуры. Часто этот ход является неравномерным [И]. Некоторые диамагнитные элементы, такие как зисмут, дают заметный положительный температурный коэфи-циент восприимчивости. Изменения восприимчивости при плавлении и при аллотропических изменениях вещества подробно разобраны Шимицу[12]. [c.203]

Энергия связи кислорода в поверхностном слое окисных каталиааторов в значительной степени определяет их каталитические свойства в отношении реакции окисления. Это обусловлено тем, что энергия связи кислорода с катализатором может в определенной доле входить слагаемым в величину энергии активации этих реакций. Удобной характеристикой прочности связи кислорода на поверхности окислов и его реакционной способности может служить скорость гомомолекулярного иаотопного обмена кислорода. Нами предложено также определять энергию связи кислорода в поверхностном слое окисла из температурной зависимости равновесного давления кислорода над окислом при постоянном содержании кислорода в приповерхностном слое. Для этой цели разработана масс-спектрометрическая методика с применением омегатрон-ного измерителя парциальных давлений ИПДО. Найдена хорошая корреляция между энергиями активации реакций гомомолекулярного обмена кислорода, окисления метана и окисления водорода и энергиями связи кислорода на пойерхности окислов металлов IV периода. Хорошая корреляция энергий связи кислорода и каталитической активности установлена и для бинарных окисных катализаторов шпинельной структуры — кобальтитов и хромитов. [c.504]

Состав газовой фазы (рис. 4.4) системы довольно сложен во всем интервале температур. С увеличением температуры количество высших хлоридов титана и молекулярного хлора уменьшается, но при этом увеличивается количество низших хлоридов (Т1С1з, Т1С12, Т1С1). Анализ степени пересыщения ( Уг = Л/Ро) конденсирующихся в системе i—С1—О компонентов выявил, что для снижения концентрации хлоридов в целевых продуктах оптимальным температурным интервалом окисления ТЮЦ является 1000—1500 К. Дальнейшее увеличение температуры нежелательно, поскольку приводит к снижению скорости конденсации оксида титана (IV). Равновесный состав конденсированных продуктов в системе Т1—О—С1 в зависимости от температуры представлен на рис. 4.5. При конверсии 7г, 81, А1 при оптимальных параметрах и стехиометрическом соотношении реагентов (Ме О) в конденсированной фазе присутствуют оксиды металлов в высшей степени окисления, а в газовой фазе — хлор. [c.212]

Температурная зависимость для кинетики процесса окисления, как мы увидим далее (см. рис. 29—33), овершенчо иная, чем для термодинамической вероятности окисления. Поэтому нет никакого противоречия в том, что степень термодинамической вероятности окисления металла с повышением температуры падает, а реальная скорость окисления (при условии, конечно, если термодинамически этот процесс еще остается возможным) с повышением температуры возрастает. [c.42]

Кроме вышеизложенной теории ионно-электронного механизма окисления, были предложены и некоторые другие, например, Валенси [7] смог вывести параболический закон кинетики окисления для сплошных пленок, исходя из заключения о том, что происходит диффузия не ионов металла и эле1Стронов, а атомов кислорода из атмосферы сквозь окалину. Теория Валенси позволяет также теоретически обосновать температурную зависимость скорости окисления, хотя в отличие от теории Вагнера и не дает возможности провести количественный расчет коэффициента скорости газовой коррозии. [c.73]

Существенная зависимость концентрации ЗОз от нагрузки котла также свидетельствует о подчиненной роли каталитического окисления серы до серного ангидрида. Температурный режим металла ширмовых и конвективных поверхностей нагрева котлоагрегата меняется незначительно как при изменениях нагрузки, так и по мере загрязнения. С достаточным основанием можно полагать, что каталитические свойства самого металла этих поверхностей нагрева и поверхностных окислов при этом не изменяются. Каталитическая активность золовых отложений на конвективном пароперегревателе по данным Виккерта наиболее сильно выражена при температуре 560 °С. Уменьшение нагрузки котла приводит к перемещению по длине газового тракта золовых отложений, обладающих такой температурой. Однако количество отложений с температурой, соответствующей наибольшей каталитической активности, остается практически одинаковым при всех нагрузках котла. В то же время в процессе катализа наиболее важным фактором является время контактирования. [c.102]

Для количественной оценки скоростей окисления часто требуется знать величину скоростей диффузии как в самих сплавах, так и в продуктах окисления. В настоящее время имеются числовые данные для довольно широкого круга сплавов. Включение всех таких данных в настоящую монографию потребовало бы слишком много места. Читателю рекомендуется в таких случаях обращаться за справками к книге Зайта [111] или к Справочнику по металлам Смителлса [11]. Меньше данных имеется о скоростях диффузии в продуктах окисления, т. е. главным образом в окислах и сульфидах. Эти данные собраны нами и обобщены в табл. 5 в виде значений >о и Q [уравнение (16)]. Но если значения индивидуальных коэффициентов диффузии довольно точны, то наклон кривых зависимости логарифма D от величины, обратной температуре, может быть серьезно искажен да е из-за умеренной неточности отдельных значений. Приводимые в табл. 5 значения скорости диффузии в сплавах, равно как и значения, даваемые в других источниках [11, 111], могут быть использованы с определенной уверенностью для получения значений D только в тех температурных интервалах, в которых были [c.57]