金屬的高溫氧化ppt課件-資料下載頁
2025-05-07 03:50本頁面
【正文】 k C???或 （ ） 當(dāng) n〈 2時(shí)，表明氧化的擴(kuò)散阻滯并非完全隨膜的厚度的增長(zhǎng)而呈正比地增長(zhǎng)，膜的應(yīng)力、空洞、缺陷可能是造成擴(kuò)散偏離平方拋物線關(guān)系的緣故。 當(dāng) n〉 2時(shí)，表明擴(kuò)散阻滯作用比膜增厚所產(chǎn)生的阻滯更為嚴(yán)重。金屬氧化物或銹層的摻雜、離子擴(kuò)散受阻、致密阻擋層的形成都是可能的原因。圖 ，在較高的溫度下，鐵在空氣中氧化的拋物線規(guī)律。 圖 鐵在較高溫度下在空氣中的氧化拋物線曲線 ny k C???() 對(duì)數(shù)規(guī)律 有些金屬在低溫或室溫氧化時(shí)，它的氧化膜形成的特點(diǎn)是開始反應(yīng)迅速，然后隨著反應(yīng)進(jìn)行，速率卻變得緩慢，這種氧化服從對(duì)數(shù)和反對(duì)數(shù)規(guī)律。它們的氧化速率與膜的厚度呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系。即 積分后可得 nk A By?、 、 — 常 數(shù)— 氧 化 時(shí) 間— 氧 化 厚 度//ByByd y d A ed y d A e?????（ ） （ ） 1 2 345l g( )1 / l gy k k ky k k??????（ ） （ ） 這兩種規(guī)律都是在氧化膜很薄時(shí)才出現(xiàn)，意味著氧化過程受到的阻滯程度比拋物線規(guī)律為大。圖 ，鐵在 305℃ 和 252℃ 的空氣中氧化過程遵循對(duì)數(shù)曲線規(guī)律。由圖可知，在很短的時(shí)間內(nèi)，膜層厚度的變化就很小。 圖 鐵在較低溫度下空氣中氧化對(duì)數(shù)曲線 立方規(guī)律 在一定的溫度范圍內(nèi)，一些金屬的氧化服從立方規(guī)律，例如金屬鋯在 氧壓中，于 600~900℃ 范圍內(nèi)，銅在 100~300℃ 各種氣壓下等溫氧化均服從立方規(guī)律。 立方規(guī)律通常僅局限于短期的暴露，在低溫薄氧化膜時(shí)出現(xiàn)，此現(xiàn)象可能與通過氧化物空間電荷區(qū)的輸送過程有關(guān)。 為綜合比較膜生長(zhǎng)各規(guī)律的速度大小，圖 、拋物線、對(duì)數(shù)及立方等氧化規(guī)律示意圖。由圖可知，直線型氧化速率最為危險(xiǎn)，因?yàn)橘|(zhì)量增加以恒速隨時(shí)間增大。 3y k C???（ ） 圖 氧化速度規(guī)律 1直線規(guī)律 2拋物線規(guī)律 3立方規(guī)律 4對(duì)數(shù)規(guī)律 5反對(duì)數(shù)規(guī)律 表 ，對(duì)在低溫和氧化膜較厚的一些金屬而言，對(duì)數(shù)規(guī)律具有代表性。除直線規(guī)律外，其余各規(guī)律均隨時(shí)間的增加，膜生長(zhǎng)所受阻滯作用越來越大，即生長(zhǎng)速率愈來愈 慢。若按氧化速率大小依次排列，它們的順序是直線、拋物線、立方和對(duì)數(shù)曲線。 表 某些金屬在不同溫度下氧化所遵循的規(guī)律 在穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散中，單位時(shí)間內(nèi)通過垂直于給定方向的單位面積的凈原 子數(shù)（稱為通量）不隨時(shí)間變化，即任一點(diǎn)的濃度不隨時(shí)間變化。 是指給定溫度下， 1mol氧氣與金屬反應(yīng)生成金屬氧化物的系 統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能變化值。 G??
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