Окисные пленки объем

Снятие окисной пленки бурого цвета с поверхности деталей происходит во вращающемся барабане из коррозионно-стойкой стали. Насыпной объем составляет (объемные доли) пластин твердого сплава — 50%, речного песка — 25 %, древесных опилок — 15 %, раствор каустической соды. [c.219]

V — средний объем диффундирующего иона в окисной пленке [c.643]

Механизм соединения сопряженных металлических тел при окислении следующий. Независимо от точности и плотности взаимного прилегания поверхностей, между ними имеются зазоры, во много раз превосходящие размер молекулы окислителя. Проникая в эти зазоры, молекулы окислителя адсорбируются на окисных пленках, затем вступают в химическое соединение с металлом поверхностных слоев. Образование окисных пленок и встречный их рост завершаются соединением кристаллических решеток пленок на тех или иных участках (рис. 12.4). Число таких участков увеличивается с течением времени. При высоких температурах процесс ускоряется. Для соединения сопряженных металлических деталей, помимо наличия окислительной среды, необходимо, чтобь объем окисной [c.216]

Однако окисные пленки хрупки, не способны многократно деформироваться и поэтому в процессе трения разрушаются в первую очередь, в результате их защитное действие ослабевает. С повышением температуры в зоне трения окисные пленки утолщаются, но при этом увеличивается объем их разрушения. [c.284]

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]

С позиций организации водного режима ТЭС наибольшее значение имеет химическая коррозия металлов с образованием кислородных соединений. Для железа, меди, алюминия, хрома, никеля и других технически важных металлов в воздушной среде (в атмосфере) металлическое состояние является термодинамически неустойчивым. За исключением золота, платины, иридия, серебра и палладия, все металлы в присутствии кислорода подвергаются окислению, покрываясь окисной пленкой. Ее свойства оказывают решающее влияние на развитие химической коррозии. Очень важно, будет первичный слой продуктов коррозии сплошным или пористым. Для того чтобы образующиеся окислы могли закрыть всю окисляющуюся поверхность, необходимо, чтобы объем получившихся окислов был больше объема окислившегося металла (Уок>1 ме). Соотношение объемов окисла и исходного металла для некоторых из них приведено в табл. 1.1. [c.27]

Помимо сплошности первоначально образующегося слоя окислов на защитные свойства окисных пленок оказывают влияние и другие факторы. Большое значение имеет соответствие между кристаллическими структурами образующихся окислов и металла. Чем больше различия между этими структурами, тем большие напряжения возникают в соприкасающихся кристаллических решетках металла и окисла. Накопление в растущей пленке остаточных внутренних напряжений приводит к механическому ее разрушению (вспучиванию, отслаиванию, растрескиванию). Когда объем окислов намного больше объема окислившегося металла (Уок> ме), в окисной пленке возникают напряжения сжатия. У вольфрама, имеющего соотношение ок Уме=3,35, условие получения сплошной пленки окислов выполняется. Однако большая разница в объемах окисла Оз и металла обусловливает возникновение значительных внутренних напряжений. В результате окисная пленка на вольфраме получается очень хрупкой, со слабыми защитными свойствами. Предпосылкой высоких защитных свойств пленки является малая электропроводность образующихся окислов. Большая стойкость алюминия к окислению кислородом объясняется низким значением электропроводности АЬОз, которая при 1000°С равна 10 " Ом Х Хсм- . При относительно высокой электропроводности окислов возможно образование пленок с хорошими защитными свойствами в связи с решающим влиянием других факторов. Например, удельная электропроводность СггОз больше, чем у N 0, почти в 10 раз, в то же время защитные свойства у окислов хрома выше, чем у окислов никеля. [c.28]

Для обезжиривания могут быть использованы как общеизвестные органические растворители, так и органические моющие средства. Катодное обезжиривание непригодно из-за высокой способности тантала поглощать водород и связанного с этим появления сплошной хрупкости. Образующийся на поверхности находящегося на воздухе тантала слой окисла можно удалить при помощи смеси, состоящей из 80 ч. (по объему) азотной кислоты (1,36 г/см ) и 20 ч. (по объему) плавиковой кислоты [40 /о-ной (по массе)]. Температура раствора при длительности действия 12—18 ч не должна превышать 40°С. Окисная пленка может быть также удалена анодно (0,5 мин, 2 а/дм ) в 20—35%-ной (по массе) плавиковой кислоте. Следует избегать обработки в плавиковой кислоте без тока, так как в этом случае тантал становится хрупким вследствие поглощения водорода. [c.396]

При анодном оксидировании окисная пленка растет в толщину до некоторого предела, после чего ее рост прекращается. По-видимому, в этом случае скорость образования пленки равна скорости растворения ее в результате химического воздействия электролита. С ростом пленки геометрические размеры обрабатываемого изделия должны увеличиваться, так как объем образующейся окиси алюминия больше, чем объем исходного металлического алюминия, пошедшего на образование АЬОз. Однако объем металла в целом должен уменьшаться вследствие непрерывного процесса пленкообразования. Практическое отношение толщины анодной пленки к уменьшению толщины алюминиевого образца колеблется в пределах 1,8—2,1. Объемные изменения в окисной пленке вызывает также гидратация пленки — присоединение молекул воды к АЬОз. Полагают, что слой пленки, непосредственно примыкающий к металлу, представляет безводную АЬОз, далее следует моногидрат АЬОз НгО и в наружных слоях — дигидрат и даже тригидрат АЬОз -3 НгО. [c.219]

Объем магнетита вдвое больше объема стали, из которой он получен. Поэтому окисная пленка занимает на металле противоестественно малую площадь и подвержена тем большим сжимающим напряжениям, чем значительнее ее толщина. Поскольку к тому же коэффициент термического расширения магнетита меньше, чем у стали, напряжения в защитной пленке из-за высокой рабочей температуры недопустимо возрастают при резком охлаждении металла трубы, например при быстром останове котла, что вызывает растрескивание защитного слоя. При последующем пуске котла в работу и непосредственном контакте котло- [c.15]

Стойкость металлов к газовой коррозии весьма сильно зависит от характера и защитной способности образовавшихся продуктов коррозии, особенно от сплошности окисных пленок. Основным условием для получения сплошных окисных пленок является то, что молекулярный объем образующейся окисной пленки должен быть больше, чем атомный объем металла, из которого образовалась окисная пленка, так как только в этом случае пленка в со- [c.86]

При электрошлаковой сварке значительно возрастает объем металла, нагреваемого до высоких температур. Это намного замедляет охлаждение шва и тем самым увеличивает время пребывания при высоких температурах поверхности усиления шва в контакте с образующейся на нем шлаковой коркой, а следовательно, увеличивается время химического взаимодействия между поверхностью металла шва и шлаковой коркой. В результате на поверхности металла шва толщина окисной пленки становится больше. С увеличением толщины окисной пленки усиливается сцепление шлаковой корки с поверхностью металла шва. [c.251]

Ферромагнитный порошок, обработанный при температуре не выше 450—500° (с целью предохранения от образования на частицах окисной пленки), смешивается с сухой окисью цинка в соотношении 1 объем порошка к 2,5 объема окиси цинка. Смесь перемешивается тщательно в качающейся бочке со стальными шариками в течение 15 мин. После перемешивания получается однородная смесь, в которую затем вносится лак марки 9,32 в соотношении [c.148]

В процессе же завершения (полного) спекания пористость и объем покрытия уменьшаются, происходит дальнейшая усадка слоя. Стягивание и слияние зерен покрытия силами поверхностного натяжения увеличивают контактную поверхность и сокращают межатомные расстояния, в результате чего адгезионная и когезионная прочности повышаются. Этому способствует и разрушение окисных пленок, и изменение характера контакта частиц через окисные пленки на чисто металлический контакт. [c.267]

Защитные свойства окисных пленок определяются в значительной степени их сплошностью, т. е. способностью покрывать всю поверхность металла. Условие сплошности заключается в том, что отношение объема окисла к объему металла Умет< израсходованного на его образование, должно удовлетворять следующему неравенству [c.14]

По этому методу жаростойкость определяется по объему кислорода, поглощенного в процессе окисления. Определение объема кислорода, израсходованного на образование окисной пленки, производится на специальной установке (фиг. 8). [c.19]

Цилиндрический образец /, укрепленный на платиновой проволоке, помешается в кварцевую трубку 3, расположенную в печи 2 типа Марс . После удаления воздуха кварцевая трубка через специальный кран 4 наполняется кислородом. Объем кислорода, израсходованного на образование окисной пленки, определяется по разности давления внутри трубки до и после испытания на жаростойкость, отсчитываемой по манометру 5. [c.19]

Плотпость окпсных пленок, образующихся в результате коррсапп, отличается от плотности металла. Например, при окислениц стали окисел железа (FeO) имеет плотность порядка 6 г/см , т. е. занимает увеличенный объем по сравнению с основным металлом, что ведет к растрескиванию окиспоп пленки. Окисел магния, наоборот, имеет меньшую плотность, что ведет к образованию пористой окисной пленки. [c.11]

При медленном окислении образовавшаяся пленка моделирует первоначальный топографический рельеф металлической подложки. В результате интенсивного нагрева наблюдается появление локальных окисных образований IB форме пирамид, лежащих выще общего уровня неровностей. На поверхностях металлов с преимущественной ориентацией кристаллов окисная пленка обычно имеет равномерную толщину, в то время как поверхности, не обладающие преимущественной ориентацией, покрываются пленкой с неравномерной толщиной. Окисные пленки на металлах главных подгрупп I и II групп периодической системы, за исключением бериллия, обладают меньшим атомным объемом по сравнению с чистыми металлами [Л. 118]. Поскольку продукты окисления таких металлов не в состоянии заполнить объем, ранее занимаемый металлом, образующийся окисный слой имеет пористую структуру. Прочность сцепления окисных пленок с подложкой зависит от их толщины и соотношения твердостей металла и его окисла. Экспериментально установлено, что увеличение толщины окисной пленки, как правило, ведет к снижению прочности сцепления системы окисел — металлическая подложка. Пленка, обладающая высокой твердостью при относительно мягкой подложке (алюминий), разрушается при незначительном мехническом воздействии. В то же время пленки с твердостью, близкой к твердости металлической подложки (медь, сталь), имеют значительно более высокую прочность сцепления. [c.189]

Сплошность и прочность окнсных пленок определяется их плотностью. Если объем образующегося на поверхности металла окисла меньше объема металла VMeONMe < ), ушедшего на его образование, то окисная пленка — пористая с надрывами, не обеспечивает надежной защиты металла от окисления [734]. В тех же случаях, когда объем окислов больше объема металла, пошедшего на образование пленки, получаются сплошные пленки, хорошо защищающие металл от дальнейшего окисления. Когда на поверхности металла или сплава образуются окислы с низкой температурой плавления или летучие с высокой упругостью испарения, то наблюдается отступление от правила соотношения объемов окисла и металла (табл. 212). [c.642]

Локализованные вдоль поверхности возмущающие воздействия окружающей среды (эффекты Иоффе, Роско, Крамера, Ребиндера) существенно изменяют механические свойства макроскопических объемов твердых тел. Окисная пленка субмик-ронной толщины служит эффективным барьером для выходящих на поверхность дислокаций и вызывает упрочнение материала. Наоборот, адсорбция молекул окружающей среды уменьшает поверхностную энергию и оказывает пластифицирующее влияние на объем мааериала. [c.6]

В результате анализа этих концепций и материала исследований случаев разрушения элементов конструкций машин и оборудования предложено рассматривать процесс коррозии под напряжением как следствие циклического механоэлектрохимического эффекта в агрессивных средах [3]. В местах поверхностных дефектов и на участках концентрации напряжений происходит образование микротрещин. Среда воздействует химически, увеличивая растрескивание, и электрохимически, способствуя ускорению развития трещины. Функционирует микрокоррозионная пара вершина трещины, представляющая обнаженные кристаллы металла, — анод, остальная поверхность под окисной пленкой — катод. Накапливающиеся на аноде продукты коррозии закупоривают трещину, так как их объем превышает объем металла в 1,5. .. 2 раза и расклинивают ее. Выделяющийся на катодных участках водород приводит к частичному восстановлению окисной пленки. Макрокоррозионная пара смещается по поверхности, и до расклинивания трещины продуктами коррозии в вершине трещины происходит изменение знака на отрицательный. Интенсивное выделение водорода на катоде способствует дальнейшему охрупчиванию и разрушению металла. [c.579]

Определение столь малых количеств растворенного кислорода в железе требует специальной техники эксперимента. Электродолированные образцы железа окисляют до тех пор, пока не образуется толстый плотный слой моноокиси. Окисление проводят или в подходящей смеси водорода с водяным паром, или инжек-цией кислорода в откачанный объем в количестве, превосходящем в 2 или 3 раза равновесное по реакции. Затем проводится отжиг в вакууме при выбранной температуре для установления равновесия между окислом и растворенным кислородом, после чего поверхностная окисная пленка осторожно удаляется, а содержание кислорода в металле определяется по методу плавления в графитовом тигле [72]. Таким способом можно определить содержание кислорода в чистом железе, равное 2—3-10 вес.%. [c.468]

Для растворения окисных пленок на стыкуемые поверхност наносится слой буры с таким расчетом, чтобы жидкие шлаки с растворенными окислами вытеснились в ходе нагрева при давлении 1— 1,5 кГ/лш . Осадка металла не преаьшает 1 мил. В связи с малой скоростью нагрева время сварки сравнительно большое, около 3 мин так как высокому нагреву подвергается практически весь объем заготовок, относительно высок и расход энергии. [c.90]

При 300—350° С в ниобии, например, растворение кислорода приводит к образованию аморфной субоксид-ной пленки. При температурах выше 450° С образуются другие субоксиды с более высоким содержанием кислорода и высший для ниобия окисел NbaOg. Удельный объем окисных пленок на ниобии больше, чем у самого металла. Они отслаиваются от металла, давая кислороду доступ к неокисленной поверхности заготовок. [c.206]

Для устранения интенсивного растворения паяемого металла и для повышения прочности паяных соединений необходимо ограничивать объем жидкой фазы, образующейся при контактнореактивном плавлении. Управление количеством жидкой фазы путем изменения температурно-временного режима пайки при контакте двух металлов сложно. Значительно проще удалить избыток жидкой фазы путем выдавливания ее из зазора. С выдавленной жидкостью одновременно удаляются и диспергированные окислы. Разрушение окисной пленки при контактно-реактивной пайке возможно также при применении в качестве промежуточной прослойки твердых частиц, действующих как абразив. Например, при пайке алюминия применяется промежуточный слой из частиц кремния, которые с алюминием образуют эвтектику и одновременно механически разрушают окислы [290]. Регулировать количество жидкой фазы можно также путем изменения толщины промежуточной прослойки. [c.152]

Расплавленный металл свариваемых деталей образует общи объем жидкого металла (сварочную ванну). При этом достигаютс разрущение окисных пленок, покрывающих поверхность соединяемы) элементов, и сближение атомов до расстояния, при котором возни кают металлические связи. При охлаждении происходят кристаллизация этого объема и образование сварного щва. Металл щва имеет литую структуру. Для расплавления металла используется термическая энергия. Для введения термической энергии применяют различны источники нагрева, имеющие темпера туру не ниже 2000° С. В зависимостр от характера источника нагрева различают электрическую и химическук сварку плавлением. [c.438]

В. С. Набоковым, Е. Н. Палеолог и Н. Д. Томашовым [19] для определения пористости окисных пленок на металлах, основан на способности пористой пленки адсорбировать газообразное или жидкое вещество, химически не взаимодействующее с ней. Для изучения адсорбции образец помещается в вакуумную установку и приводится в соприкосновение с адсорбирующимся веществом (пары изопентапа). По изменению давления в системе рассчитываются количества адсорбированного вещества и строятся изотермы адсорбции. На основании полученных данных определяется объем мономолекулярного слоя и истинная поверхность пленки. При больших (относительно) давлениях в порах пленки происходит капиллярная конденсация при обратном ходе, т. е. при десорбции появляется гистерезис. [c.361]

При анодном оксидировании окисная пленка растет в толщину до некоторого предела, после чего ее рост прекращается. В этом случае скорость образования пленки равна скорости растворения ее в результате химического взаимодействия с электролитом. С ростом пленки геометрические размеры обрабатываемого издел1ия должны увеличиваться, так как объем образующейся окиси алюминия больше, чем объем исходного металлического алюминия, пошедшего на образование А Оз. Однако объем металла в целом должен уменьшаться вследствие непрерывного процесса пленкообразования. Практически отношение толщины анодной пленки к уменьшению толшины алюминиевого [c.213]

Согласно [77] с увеличением стенени недогрева воды (при постоянном тепловом потоке) время роста паровых пузырей увеличивается, объем некоторых из них пульсирует во времени, другие с определенной частотой схлопываются без отрыва от теплоотдающей поверхности. Защитная окисная пленка на микроучастках это11 поверхности под паровыми пузырями может повреждаться из-за действия локальных механических и термических напряжении циклического характера. Процесс роста и пос.тедующего схлоиывания парового пузыря возможен в условиях определенного сочетания таких параметров, как скорость и температурные среды, давление, тепловой поток, геометрия центра парообразования. Можно предполагать, что образование локализованных [c.76]

В 2.4 подчеркивалось, что котловая вода как коррозионная среда должна рассматриваться и в качестве возможного противокоррозионного фактора. Речь идет о создании на внутренней поверхности барабанов при контакте рабочей среды с металлом качественных защитных окисных пленок, предел выносливости которых был бы не ниже предела выносливости металла барабанов. При повреждении указанных пленок должны существовать условия для оперативного залечивания мест повреждений в процессе работы котла под нагрузкой. Кромки трубных отверстий являются самым неудобным местом для создания качественной защитной пленки. Объем магнетита существенно превышает объем стали, из которой он получен, и магнетитная пленка испытывает значительные напряжения. При закруглении кромок не только снижается концентрация напряжений у трубных отверстий, но и [c.115]

Газовые поры, находящиеся под плотной литейной коркой, не позволяют выполнять термическую обработку отливок из цветных сплавов, так как при высоких температурах газы расширяются и поры увеличивают свой объем, образуя пузыри и вспучины на поверхности отливок. Для снижения пористости отливок в практике полость пресс-формы и расплавленный металл вакуумируют или воздух в рабочей полости пресс-формы замещают кислородом, который не смешивается с металлом, а образует тонкие окисные пленки на поверхности отливки, не снижая ее качества. [c.182]

Расплавленные объемы металла кромок (рис. 27.3) в месте соединения свариваемых деталей самопроизвольно образугот общий объем металла (рис. 27.3, в), называемый сварочной ванной. Процесс образо-Езния сварочной ванны сопровождается разрушением окисной пленки и адсорбированного слоя 4 (рис. 27.3, б) на кромках. При этом связи , ежду атомами в объеме сварочной ванны и на ее границе с твердой фазой не нарушаются. Таким образом, процесс образования жидкого металла сварочной ванны является первой стад.кей возникновения ь ей атомкой связи между соед няемыми элементами. [c.252]

Наиболее практическ важным случаем химической коррозии является окисление металлов. Процесс окисления обычно выражается в образовании и росте пленки окислов на поверхности металла. В том случае, когда удельный объем окисной пленки близок к удельному объему металла, пленка существенно замедляет дальнейшее его окисление. Если же плотности окисла и металла различны, в пленке возникают напряжения, она надрывается или сморщивается, и по образовавшимся трещинам кислород воздуха продолжает беспрепятственно поступать к поверхности металла. Скорость окисления в этих случаях почти не меняется во времени. При образовании сплошной защитной пленки окислов процесс окисления связан с диффузией сквозь нее кислорода от свободной поверхности к поверхности раздела [c.111]

В начальном процессе газовой коррозии на поверхности металла образуются тонкие окисные (защитные) пленки. Дальнейший рост пленки зависит от возможности проникновения через первичную (защитную) пленку продуктов коррозионной среды. Стойкость металла к газовой коррозии в большой мере зависит от сплошности защитной пленки и хорошего сцепления ее с металлом. Дл образования сплошных окисных пленок необходимо, чтобы молекулярный объем образующейся окисной пленки превышал объем металла из которого эта пленка возникла. Металлы, имеющие отношение Уок/Ум< 1, подвергаются высокой скорости окисления, так как имеют несплошные, слабо защитные окисные пленки. Наоборот, металлы с отношением VoJv > 1 обладают защитными пленками, значительно замедляющими процесс окисления [90]. [c.136]

Фундаментальный механизм, объясняющий связь поверхностной пленки с подложкой, в настоящее время неясен. Согласно принципу Пиллинга — Бедуорта, окисел, возникающий на поверхности титана, должен занимать больший объем, чем металл, из которого он образовался, и поэтому в окисной пленке должны возникать сжимающие напряжения. Приводились доводы в пользу того, что компактные окисные пленки, формирующиеся путем движения кислорода внутрь (как это происходит в титаие), обладают более высокими защитными свойствами, чем пленки, возникшие при движении катионов наружу. Указывалось [1, 5], что при движении катионов наружу на границе раздела металл/окисел могут оставаться вакансии, приводящие к ослаблению связи окисной пленки с металлом. [c.188]

Исходя из положения алюминия в электрохимическом ряду, можно было бы ожидать, что он будет защищать сталь в местах несплошностей более эффективно и на более обширной площади, чем цинк. Однако алюминий с окисной пленкой более электроположителен, чем цинк, и, таким образом, хотя напыленный алюминий и будет защищать сталь за счет собственного растворения, его действие в этом отношении не будет столь эффективным, как защитное действие цинка. Таким образом, электролит, прошедший через напыленное алюминиевое покрытие в первые часы после его нанесения, вызовет коррозию с образованием нерастворимых продуктов, которые полностью закупоривают поры в алюминии, и поэтому после небольшого отрезка времени алюминиевое покрытие становится абсолютно непроницаемым для влаги. В случае механического нарушения покрытия этот механизм самозалечивания дополняется защитным действием алюминия за счет его анодного растворения. В результате образуются нерастворимые продукты коррозии, и место нарушения в покрытии тотчас же залечивается. Алюминий не дает больших по объему продуктов коррозии и поэтому слой краски, покрывающий напыленное покрытие, ие вспучивается. Алюминиевые покрытия на стали, полученные методом распыления, экспонировали более 20 лет в очень суровых атмосферных условиях (Конгелла) и показали прекрасные защитные свойства. Единственным результатом такой длительной выдержки было появление небольшого числа маленьких бугорков окисла алюминия, которые, по-видимому, не могут явиться центрами коррозии в будущем. [c.382]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...