ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Металлические материалы из "Окисление металлов и сплавов " Нельзя недооценивать, однако, того, насколько важно при исследованиях, шроеодимых в целях выявления влияния различных факторов на окорость окисления, пользоваться исходными материалами самой высокой степени чистоты. Чтобы показать важность этого, приведем несколько примеров влияния примесей на скорость окисления. [c.201] На рис. 72 представлены значения констант скорости окисления кл, по данным фон Гольдбек [520], для никеля различного качества указанного иже состава. [c.201] НОСТЬ никелю должна с повышением чистоты возрастать. И.менно такое объясневие и выдвинул Хауф фе [450], по наблюдениям которого цинк очень высокой степени чистоты окислялся быстрее, чем менее чистый цинк, применявшийся другими исследователями. [c.203] Исследования показали, что состав (1) окислялся приблизительно вдвое быстрее, чем состав (2). В действительности, это — небольшая разница, если принять во внимание другие факторы, влияющие на результаты измерений. В этом случае, несомненно, имеет место компенсация влияния примесей, так как в окалине содержатся и СоО и С03О4, а примеси высокой и низкой валентности присутствуют примерно в равных долях. При этом следует отметить, что для металла (2), подвергнутого Валенси испытанию непосредственно после полирования поверхности, закономерность получилась иной, че.м для образцов, пребывавших некоторое время в сухой атмосфере. [c.203] Сифферлен с сотрудниками [528, 529] изучали с помощью оптического и электронного микроскопов, как чистота металла влияет на контур поверхности раздела металл—окисел, когда железо окисляется в с.меси НгО С 2 р 850° С. [c.204] В таких случаях трудно предсказать, ка отдельные примеси ВЛИЯЮТ на окорость окисления, определяемую экспериментальным путем. Из существующих сведений вытекает, что примеси, хи.мически родственные основному металлу, оказывают меньшее влияние, чем химически инородные. Целесообразно, чтобы количество примесей последнего типа не превышало 0,01%, поскольку даже при столь малом содержании они значительно влияют на скорость окисления (см, [451] ). (Существую т и другие веские доказательства того, что очень малые количества таких добавок, как алюминий, сильно влияют на скорость окисления металлов и сплавав об этом говорится гл. 4). [c.205] Если кислород хорошо растворяется в металле, то его исходное содержание влияет на скорость взаимодействия такого металла с кислородом или с кислородсодержащими газами. Сим-над, Спилнерс и Кац [531] показали, что йодидный титан окисляется (при достаточно непродолжительной выдержке) по параболической закономерности с гораздо большей скоростью, напри-(Мер нри 1200° С, чем титан, предварительно насыщенный кисло-родо.м при 1200° С. Энергия активации в этих двух случаях составляла соответственно 32 и 25 ккал. Когда исходное содержание кислорода в титане мало, кислород растворяется в металле одновременно с ростом слоя окалины наряду с тем пленка окалины в сопоставимых условиях тоньше тогда, когда металл содержит в исходном состоянии больше кислорода, так что в этом случае окисление протекает соответственно быстрее. Дженкинс выдвинул такую точку зрения [532], что диффузия кислорода в сердцевину металлического образца ускоряет окисление титана. [c.205] Растворение кислорода в металле может усилить его разъедание газами, не содержащими кисло рода. Дравнинкс [235] установил, например, что скорость образования нитридной пленки на цирконии возрастает вдвое, если в цирконий ввести некоторое количество кислорода. [c.205] Водород, содержащийся в металле, тоже способен влиять на скорость его окисления. Водород будет выделяться при высоких температурах и может затем либо частично восстанавливать образовавшийся окисел, либо вызывать образование трещин или пузырей на окисной пленке. [c.205] НО более чистый металл, в противном случае влияние исследуемого фактора нельзя будет выявить из-за неиз1вестного воздей ствия примесей. [c.206] Так как окисление является ло сути дела повер.чностны.м яв-ление.м, большое внимание нужно обращать на подготовку по-вер.хно сти образцов при проведении опытов по окислению. Обычно для этих опытов требуется множество образцов, в связи с чем важно, чтобы метод их приготовления был прост п обеспечивал воспроизводимость результатов. Для фундаментального исследования в идеальном случае необходима такая методика, при которой на поверхности образцов в процессе изготовления не должно образовываться пленки, могущей повлиять на ход окисления при опытах. Это условие не всегда можно соблюсти, хотя иногда требуется получить данные по окислению металлов и сплавов после предварительной поверхностной обработки, обычной в промышленных условиях. Таким образом, необходимо знать, какое влияние оказывают химические и физические условия на исследуе лмые поверхности, подготавливаемые различными методами. [c.206] Исследованием влияния способов подготовки поверхности за-Н11.мался. ряд ченых, причем приводимые в этом разделе примеры подобраны таким образом, чтобы показать, околь важно здесь соблюдать осторожность и какие результаты достигаются при различных условиях. Мы попытаемся объяснить некоторые из полученных результатов, однако в ряде случаев удовлетворительного объяснения пока не имеется. [c.206] Подобное влияние площади поверхности долл но сказываться, пока пленка остается еще сравнительно тонкой. Фактически площадь поверхности образца, например шлифованного наждачной бумагой, может оказаться в несколько раз больше площади поверхности образца, подвергавшегося электрохимическо- му полированию. На опре деленной стадии окисления это явление перестает сказываться, так как образующаяся окисная пленка сглаживает шероховатости поверхности образца, а когда этот процесс заканчивается, скорость окисления перестает зависеть от состояния поверхности образца после первоначальной ее обработки. Таким образом, шероховатость поверхности оказывается скорее на образовании тонких окисных пленок, чем на образовании окалины. Как установил Бенар [330], железо после электрохимического полирования покрывалось окалиной в результате 2-ч выдержки при 850° С несколько меньше, чем железо после шлифования разной наждачной бумагой, хотя разница в толщине окалины получалась небольшой. [c.211] Влияние ориентации кристаллов металла на скорость окисления рассматривалось иами в гл. 1. По предположению Уин-терботтама [169], тот факт, что интерференционные цвета, возникающие на шлифованной поверхности, бывают обычно одинаковыми, показывает, что преимущественная ориентация микрокристаллов, создаваемая на поверхности шлифовкой, играет важную роль в определении скорости роста окисной пленки. [c.211] Вернуться к основной статье