金屬的氧化膜ppt課件-展示頁(yè)
2025-05-16 03:48本頁(yè)面
【正文】 γCr2O3 αCr2O3 Mn Mn3O4 CoO Co3O4 NiO 表 一些金屬氧化物的晶體結(jié)構(gòu)類型 表 。 金屬氧化膜的晶體結(jié)構(gòu) 圖 鐵在空氣中氧化時(shí)氧化膜結(jié)構(gòu)示意圖 （ a） 570℃ 以上 （ b） 570 ℃ 以下 合金氧化： 生成的氧化物通常是一個(gè)復(fù)雜體系，可能生成氧化物的共晶混合物或者金屬氧化物的固溶體。 氧離子具有較高的擴(kuò)散梯度 ,即 。 反應(yīng)過(guò)程 b： 氧單向向內(nèi)擴(kuò)散，在金屬 氧化物界面上反映，因而膜的生長(zhǎng)區(qū)域在金屬與膜界面處。 M 金屬 MO 氧化物 氣體 O2參與反應(yīng)的金屬離子具有較高的擴(kuò)散梯度 Bi,即 ； 22MOBB???? 圖 氧化膜成長(zhǎng)歷程示意圖 （ a）氧化物 /氣體界面生成 （ b）金屬 /氧化物界面生成 反應(yīng)過(guò)程 a： 金屬離子單向向外擴(kuò)散，在氧化物 氣體界面上反映，因而膜的生長(zhǎng)區(qū)域在膜的外表面。 金屬與氧化性介質(zhì)接觸后 ,其界面上形成氧化產(chǎn)物膜。 2O?三、金屬高溫氧化的歷程 M O M O2（ 固 ） +1/2 （ 氣 ） = （ 固 ）金屬氧化膜的形成過(guò)程 一旦形成致密而薄的氧化膜之后，膜的成長(zhǎng)只要取決與經(jīng)由氧化物的擴(kuò)散過(guò) 程。 ③ 膜的致密性。 ⑦ 膜中的應(yīng)力。 ⑥ 膨脹系數(shù)。 ⑤ 膜的附著性。 ④ 膜的穩(wěn)定性。 ② 氧化物的熔點(diǎn)。 23Cr O① 膜的完整性。 例如： Cr、 Mo、 V在 1000℃ 空氣中都被氧化，其氧化物狀態(tài)則各不相同 2 2 3232 2 532Cr O Cr O ( )23Mo O Mo O C25V O V O C2?????00固 態(tài)（ 氣 態(tài) ， 450 以 上 開 始 揮 發(fā) ）2+ （ 液 態(tài) ， 熔 點(diǎn) 658 ）實(shí)踐證明，并非所有的固態(tài)氧化膜都有保護(hù)性，只有那些組織結(jié)構(gòu)致密，能完 整覆蓋金屬表面的氧化膜才有保護(hù)性。 表 某些金屬氧化物的 PB比 金屬氧化膜的保護(hù)性 由于金屬氧化膜的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)各異，其保護(hù)能力有很大差別。 討 論： 實(shí)踐證明，保護(hù)性較好的氧化膜的 PB比是 γ 稍大于 1。 ② 當(dāng) γ 過(guò)大（如 r＞ 2），膜的內(nèi)應(yīng)力大，膜易破裂而失去保護(hù)性或保 護(hù)性很差。而完整的必要條件是： 氧化時(shí)所生成的金屬氧化膜的體積（ ）比生成這些氧化膜所消耗的金屬的體積（ ）要大，即 ，此比值稱為 PB比，以 γ 表示 OXVOX /1MVV ?OX MMM O X O X1V MMV n A m??? ? ? ? ? （ ） M O XAMAnmmn???— 金 屬 氧 化 物 的 相 對(duì) 分 子 質(zhì) 量— 金 屬 的 相 對(duì) 分 子 原 子 質(zhì) 量— 金 屬 氧 化 物 中 金 屬 的 原 子 價(jià)— 為 形 成 氧 化 膜 所 消 耗 的 金 屬 質(zhì) 量 ， 和 — 金 屬 和 金 屬 氧 化 物 的 密 度① 當(dāng) γ ＜ 1時(shí)，生成的氧化膜不能完全覆蓋整個(gè)金屬表面，形成的氧化 膜疏松多孔，不能有效地將金屬與環(huán)境隔離，因此這類氧化膜不具有保 護(hù)性，或保護(hù)性很差。如常溫下 Fe和 Cu在干燥空氣中形成薄膜厚度為 1~3nm，在 Al上的膜厚約為 10nm。 （ 2）中等厚度的膜，它可以通過(guò)金屬表面上的干擾色而顯現(xiàn)出來(lái)，厚度為 40~500nm。第三節(jié) 金屬的氧化膜 一、金屬表面上的膜 金屬高溫氧化的結(jié)果，在金屬表面形成一層氧化膜，通常稱為氧化皮或銹皮。按照膜的厚度，可以把金屬膜分為三類： （ 1）厚膜是肉眼可見的，膜厚＞ 500nm，如 Fe在 900℃ 空氣中的高溫氧化，其厚度可達(dá) 600μ m。 （ 3）薄膜，它是不可見的，只能通過(guò)測(cè)試手段檢查出來(lái)，其膜厚 ＜40nm。 二、金屬氧化膜的完整性和保護(hù)性 金屬
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