ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Реакция образования окалин (коррозия метал. Антикоррозионные пленки из "Физико-химическая кристаллография " Реакции кристаллических поверхностей с газообразными компонентами могут быть весьма разнообразными в соответствии с особенностями конкретной системы. Из всего многообразия возможных реакций возьмем несколько примеров, которые позволяют рассмотреть связи между скоростью реакции и реальной структурой. При реакции поверхности кристалла с газообразным компонентом, как и при растворении кристалла, поверхность подвергается воздействию неравномерно. Реакция начинается преимущественно на местах поверхности с более высоким уровнем энергии. [c.409] Кристаллическая реакция с образованием газообразного продукта реакции. Кристаллы сурьмы, обработанные атомарным водородом, вступают преимущественно в реакцию с образованием газообразного гидрида сурьмы по уравнению 5Ь+ЗП- 5ЬНз при комнатной температуре в области двойниковых границ, которые проходят по грани (111) (в ромбоэдрической системе) подугломв60° (рис. 15.10). [c.409] Вдоль двойниковых линий ямки травления расположены густо. На остальной части поверхности в виде пирамидообразных углублений заметны лищь отдельные точки, где прошла реакция. [c.409] Методом химического декорирования можно одновременно выявить структуры, возникшие при деформации. На рис. 15.11 показана избирательная реакция вдоль линии скольжения механически обработанного бикрн-сталла никеля. Обе области кристалла различным образом ориентированы и разделены границей зерна,которая также декорирована. При кратковременном воздействии сначала образуются изолированные зародыши, которые затем срастаются и образуют законченные цепочки. При отжиге в вакууме или в атмосфере водорода активные участки могут дезактивироваться благодаря залечиванию дефектов решетки. В результате поверхность покрывается однородным и сплошным слоем продукта реакции. [c.412] Важный тип реакций, влияюших на коррозионную стойкость металлов представляют так называемые реакции образования окалины. Под этим термином понимают образование вследствие реакции пленок (преимущественно окисных и сульфидных фаз) на металлических подложках. Образование реакционных слоев в значительной степени определяется зависящей от температуры подвижностью катионов и анионов, а также электронов и положительных вакансий. Далее следует учитывать структурные факторы — структуру металла и возникающего продукта реакции. Поэтому при использовании монокристаллов следует ожидать появления эпитаксиальных окисных пленок (см. 13.10). [c.412] Хотя термодинамика указывает на принципиальную возможность окисления металла, фактически скорость процессов образования окисной пленки определяется кинетическими законами, особенно проникновением отдельных участников реакции через образующийся реакционный слой. [c.413] Кинетика реакций образования окалины сводится к нескольким основным законам, которые сопоставлены на рис. [c.413] Это означает, что скорость реакции не зависит от времени. Окисление щелочных металлов и алюминия (при повышенных температурах) происходит по этому закону. Возникающие окисные пленки являются не сплошными, а пористыми. [c.414] Возникающие пленки бывают обычно сплошные, причем скорость роста пленки определяется диффузией ионов металла через окисную пленку. Этому закону подчиняется окисление меди и цинка (выше 350°С). [c.414] По этому закону происходит утолщение 2пО ниже 225° С. [c.414] Самым общим случаем является переход от одного закона роста к другому, причем реальная структура может быть причиной сильных отклонений при одинаковых давлениях и температурах. [c.414] Рг— плотность металла т— число атомов металла в окисле. [c.416] Если отношение р1/р2 1, тогда объем возникающего окисла меньше, чем соответствующего металла, и образуется пористая структура. Если же р1/р2 1, то возникает монолитный защитный слой. Щелочные и щелочноземельные металлы образуют окисные пленки пористой структуры. Напротив, железо, медь и никель образуют окисные слои, которые имеют значительно более плотную структуру. [c.416] Ниже приведены относительные плотности окислов некоторых металлов. С увеличением отношения Р1/Р2 наблюдается тенденция к образованию устойчивых окисных пленок. Окисные пленки на металлах в большинстве случаев не представляют достаточной защиты от коррозии. Эта защита может быть обеспечена искусственно. Для этого металл покрывают веществами, которые имеют прочное сцепление с металлической основой. [c.416] Растущие на поверхности металла слои покрытия имеют тенденцию к ориентированному осаждению, т. е. существуют эпитаксиальные связи (см. 13.10) между металлической подложкой и фосфатной пленкой. Так как технические металлы обычно не применяют в монокри-сталлической форме, а обнаруживают только ориентацию текстуры, которая появляется при волочении проволоки (текстура протянутого металла) или -при прокатке листов (текстура прокатанного металла), эпитаксиальные связи также ограничены только ориентацией по отношению к текстуре. Текстурные связи в фосфатированных слоях были детально исследованы Нейгаузом и др. Степень текстурованности фосфатированного слоя определяется собственной текстурой металлических листов-подложек, которая зависит от степени обжатия. [c.417] Вернуться к основной статье