Окисленность металла

Чистые и окисленные металлы [c.191]

Даны современные представления о термодинамике и кинетике окисления металлов, механизме образования и законах роста различных пленок, рассмотрены механизм и различные виды электрохимической коррозии, описаны важнейшие методы исследования коррозионных процессов. [c.2]

Для наиболее распространенного процесса газовой коррозии металлов — реакции окисления металла кислородом [c.19]

Защитные свойства пленки оценивают по скорости окисления металла, которая устанавливается при возникновении пленки, и характеру изменения этой скорости во времени. В некоторых случаях относительные защитные свойства пленок можно определить по времени проникновения через пленку до металла какого-либо подходящего для этих целей реагента, нанесенного на поверхность пленки, например раствора Си (NOa)j на окисную пленку на железе. [c.32]

ПЕРВИЧНАЯ СТАДИЯ ОКИСЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ [c.42]

Таким образом, рост пористой (незащитной) пленки контролируется скоростью химической реакции окисления металла (кинетический контроль процесса) и протекает во времени по линейному закону. [c.46]

Если стадии б и е в этом сложном процессе окисления металла протекают параллельно и одна из них проходит значительно быстрее другой, то второй стадией можно пренебречь. Все остальные стадии процесса окисления металла, а в некоторых случаях также стадии б и е (см. 5) протекают последовательно и взаимосвязаны. Установившаяся суммарная скорость этого сложного процесса, который состоит из нескольких простых последовательных и параллельных стадий, обычно определяется скоростью самой заторможенной последовательной или наиболее быстрой параллельной стадии, или иногда скоростями нескольких стадий, т. е. имеют место различные виды контроля процесса. [c.47]

Если h > ho, можно считать и равными друг другу в большей части пленки, что соответствует механизму окисления металлов с образованием толстых пленок (см. с. 56). [c.51]

Логарифмический закон роста окисной пленки (80) для случая контроля процесса окисления металла переносом электронов через окисный слой путем туннельного эффекта был получен впервые П. Д. Данковым (1943 г.). П. Д. Данков полагал, что в начальной стадии окисления туннельный эффект настолько [c.55]

По мере утолщения образующихся при высокотемпературном окислении металлов пленок перемещение реагентов через них в преобладающем большинстве случаев осуществляется диффузией (из-за наличия концентрационного градиента, созданного разностью химических потенциалов), которая часто и контролирует процесс окисления металлов, являющийся, таким образом, процессом реакционной диффузии (диффузии, при которой возникают или разлагаются химические соединения). Если исходить из преимущественной диффузии через окисную пленку кислорода (зона роста пленки при этом находится у поверхности раздела пленка—металл), то для скорости установившегося стационарного режима процесса можно написать уравнение [c.56]

Эти коэффициенты для окисления металла кислородом определяются следующими равенствами [c.58]

Рассмотрение механизма диффузии и электропроводности в полупроводниковых кристаллах позволило Вагнеру сформулировать ионно-электронную теорию высокотемпературного параболического окисления металлов с образованием достаточно толстых окисных пленок и дать количественный расчет этого процесса. Ниже приводится в простейшем виде вывод уравнения Вагнера. [c.59]

Скорость окисления металла определяется, по Вагнеру, скоростью диффузии металла и окислителя (например, кислорода). [c.60]

Таким образом, скорость окисления металла растет с увеличением п,ах. и (и, + Па), ДлЯ ПОЛуПрОВОДНИКОВЫХ ОКИСЛОВ [ е > (/1к + а)1 скорость окисления контролируется ионной проводимостью и ( + Па), а для ионных проводников [rtj < < + Па) 1 — электронной проводимостью КПе-После интегрирования уравнения (107) получаем [c.62]

Таким образом, ионно-электронная теория роста пленок продуктов коррозии дает возможность рассчитать постоянную скорости параболического окисления металлов k . Наблюдается хорошее соответствие теоретических (рассчитанных) и опытных значений этой постоянной (табл. 7). [c.62]

При смешанном диффузионно-кинетическом контроле процесса окисления металла в уравнении (88) с Ф Q. Для установившегося процесса скорость химической реакции и скорость диффузии равны учитывая уравнения (71) и (88), можно написать [c.63]

Чтобы получить зависимость толщины h от времени окисления металла т, интегрируем предыдущее уравнение [c.63]

Для подтверждения диффузионно-кинетического происхождения сложно-параболического закона нужно исследовать температурную зависимость скорости окисления металла, а следовательно, и постоянных и и определить значения соответствующих энергий активации (Зд и Q , которые должны быть порядка [c.64]

Рост окисной пленки во времени по законам (ИЗ) и (116) имеет место при соизмеримости торможений химической реакции окисления металла и диффузионных процессов в окисной пленке (окисление железа в водяном паре и углекислом газе, окисление чистой поверхности кобальта в кислороде, окисление меди в кислороде при низком давлении и др.), а также при окислении ряда металлов при высоких температурах, которое сопровождается частичным разрушением защитной окисной пленки. [c.65]

Рис. 40. Схема процесса окисления металла, контролируемого внешней (Ад) и внутренней (Ад) диффузией окислителя (ок)

Рассмотрим более общий случай диффузии окислителя из газовой фазы в окисную пленку, в которой протекает химическая реакция окисления металла, используя метод, предложенный Д. А. Франк-Каменецким. Пусть концентрация окислителя в объеме газовой фазы и на границе пленка—газ с = с о. [c.67]

Процесс высокотемпературного окисления металлов является более сложным, чем рассмотренный выше случай, так как может включать внутреннюю диффузию не только окислителя, но и металла, а иногда только металла, но указывает, как показала Л. П. Емельяненко, на неоправданность полного игнорирования внешней массопередачи (диффузии) окислителя. [c.68]

Толщина каждого слоя зависит от разности химических потенциалов на его межфазовых границах, диффузионной проводимости и времени окисления металла, но относительная толщина когерентных (находящихся в связи) слоев, диффузия вещества через которые происходит вследствие ионной диффузии, не зависит от времени, т. е. hi Л2 /13 и т. д. = [c.69]

Начинается вторая стадия окисления металла сопровождающаяся образованием микропустот между металлом и окалиной. При этом скорость процесса окисления металла снижается вследствие уменьшения эффективного поперечного сечения для диффузии катионов металла из металла в окалину. Однако суш,ествую-щий градиент химического потенциала окислителя в окалине и связанный с ним градиент концентрации дефектов в кристаллической решетке окисла обусловливают дальнейшую диффузию металла наружу. В результате процесса диффузии внутренняя поверхность окалины обогащается металлом и термодинамическое равновесие нарушается. Градиент концентрации дефектов в кристаллической решетке окалины начинает уменьшаться и система окалина—окислитель стремится к равновесию с окислителем. [c.74]

Все эти напряжения могут вызывать механическое разрушение защитных пленок на металлах с соответствующим ухудшением или полной потерей их защитных свойств. Это вносит значительные осложнения в простейшие законы окисления металлов (рис. 47) и часто приводит к замене диффузионного контроля процесса окисления металла диффузионно-кинетическим или кинетическим контролем, т. е. к переходу от окисления металла по [c.76]

Разрушение пленки отслаиванием (рис. 49, г) более вероятно на неровностях поверхности металла и приводит к ускорению окисления металла, о чем свидетельствуют изломы кривых окисления, подобные приведенным на рис. 47. [c.79]

Растрескивание при сдвиге (рис. 49, д) характерно для пленок, обладающих большой адгезией к металлу и сравнительно малой прочностью. Этот вид разрушения, не ведущий к удалению пленки на большом участке поверхности, обычно не вызывает резкого увеличения скорости окисления металла, но способствует переходу от чисто диффузионного контроля процесса (параболический закон роста окисной пленки) к диффузионно-кинетическому контролю (сложно-параболический закон роста пленки). [c.79]

СВОДНЫЕ ДАННЫЕ О МЕХАНИЗМАХ ОКИСЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ [c.79]

Можно отметить общую тенденцию к снижению самоторможения окисления металлов во времени с ростом температуры логарифмический закон—> обратный логарифмический закон степенной закон с я > 2 (в том числе кубический закон) параболический закон —> сложно-параболический закон—> линейный закон. [c.80]

Сварка плавящимся электродом в углекислом газе хотя и обеспечивает обычно достаточное оттеснение воздуха от сварочной зоны, однако оказывает значительное окислительное воздействие на металл. Для борьбы с недопустимым окислением металла шва в электродную проволоку необходимо вводить специальные рас-кислители в количествах, достаточных для предохранения от вы1 ораиия основных элементов, определяющих свойства металла шва. Принципиально возможна и разработка порошковых проволок для сварки рассматриваемых сталей. [c.265]

Металлы и их сплавы являются наиболее важными современными конструкционными материалами. Всюду, где эксплуатируются металлические конструкции, есть вещества, которые, взаимодействуя с металлами, постепенно их разрушают ржавление металлических конструкций (железных кровель зданий, стальных мостов, станков и оборудования цехов) в атмосфере ржавление наружной металлической обшивки судов в речной и морской воде разрушение металлических баков и аппаратов растворами кислот, солей и щелочей на химических и других заводах ржавление стальных трубопроводов в земле окисление металлов при их нагревании и т. п. У большинства металлов в условиях их эксплуатации более устойчивым является окисленное (ионное) состояние, в которое они переходят в результате коррозии. Слово коррозия происходит от латинского orrodere , что означает разъедать . [c.8]

Xимическая коррозия металлов — самопроизвольное взаимодействие металла с коррозионной средой, при котором окисление металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают в одном акте. Этот тип коррозии наблюдается при действии на металлы сухих газов (воздуха, продуктов горения топлива и др.) и жидких неэлектролитов (нефти, бензина и др.) и является гетерогенной химической реакцией жидкой или газообразной среды (или их окислительных компонентов) с металлом. [c.16]

Для реакций окисления металлов кислородом, протекающих при Р, Т = onst, эти граничные значения AGf или соответствующие им значения (pojp m можно получить по нашим данным, исходя из примерных границ технически возможного изменения парциального давления кислорода ро, от 10" до 10 атм процесс окисления металла практически возможен, если [c.20]

Реакционная способность (химическое сродство) металлов и термодинамическая устойчивость продуктов химической коррозии металлов характеризуются изменением стандартных изобарноизотермических потенциалов AGf соответствующих реакций (например, окисления металлов кислородом или другим окислителем), отнесенным к 1 г-экв металла, т. е. AGr/mn (рис. 7 и 8). Более отрицательные значения AGf/mn указывают на более высокую реакционную способность (химическое сродство) металла и более высокую термодинамическую устойчивость продукта химической коррозии металла. [c.27]

Электродвижущая сила этого элемента Етв. возникает при уменьшении свободной энергии АОг реакции окисления металла, что приводит к появлению концентрационного градиента, вызывающего диффузию (градиент поля, приводящий к миграции заряженных частиц, по Вагнеру, не возникает из-за равномерного распределения положительных и отрицательных зарядов в объеме окисла). На поверхности раздела металл — пленка протекает анодная реакция по фор- Ме Пленпа Газ муле (44) [c.61]

Игнорирование стадии внешней мас-сопередачи в преобладаюш,ем большинстве работ по высокотемпературному окислению металлов является поразительным и неоправданным. [c.65]

Для подтверждения внутренне-внешнедиффузионного происхождения сложно-параболического закона следует исследовать температурную зависимость скорости окисления металла, а следовательно, и постоянных k l и и определить значения соответствующих энергий активации Qi и Qa. которые должны быть более низкими (порядка нескольких килокалорий на моль) для внешней и более высокими (порядка десятков и сотен килокалорий на грамм-атом) для внутренней диффузии и могут быть сопоставлены с соответствующими литературными данными. [c.66]

Известно довольно много механизмов окисления металлов, большинство которых описано выше. Они обобш,ены в табл. 10 [c.80]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...