Законы роста пленок на металлах

Рис. 50. Типичные кривые законов роста пленок на металлах

ЗАКОНЫ РОСТА ПЛЕНОК НА МЕТАЛЛАХ [c.136]

Законы роста пленок на металлах [c.137]

Рис. 5. Законы роста пленок на металлах

Законы роста пленок на металлах............................................26 [c.3]

ЗАКОНЫ РОСТА ПЛЕНОК НА МЕТАЛЛАХ, НАПРЯЖЕНИЯ В ПЛЕНКАХ И ИХ РАЗРУШЕНИЕ [c.130]

Законы роста пленок на металлах, напряжения в пленках и чк разрушение. .....................................................130 [c.507]

Законы роста пленок на поверхности металлов [c.29]

Жаростойкость металлов, а также законы роста толщины пленок на металлах h во времени т, т. е. /г = / (т), в значительной степени зависят от защитных свойств образующихся пленок. [c.32]

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]

Законы роста окисных пленок на металлах (по Кубашевскому и Гопкинсу) [c.80]

Вычисления показывают, что закон роста пленки окисла на сплавах, вообще говоря, может сильно отличаться от параболического закона kr, который получается в предположении независимости коэффициентов диффузии от состава окисла и экспериментально подтверждается при высокотемпературном окислении чистых металлов. Это проявилось бы еще более резко при рассмотрении общей задачи, где а ф Q н Ь =f= 0. [c.96]

Линейный закон роста пленки проявляется при высокотемпературном окислении на воздухе и в кислороде металлов, для оксидов которых не выполняется условие сплошности (17), или оксиды летучи, или наблюдается растрескивание пленки при Vo > Vm (металлы IA и ПА групп периодической таблицы Д. И. Менделеева Мо, W, Nb, Та, U), например линейный закон окисления ряда металлов выполняется при температурах, °С Mg > 450 Мо > 550 W > 700 Nb > 400—550 Та > 500 U > > 160—230 [12, 131. [c.22]

Группа меди (медь, свинец). У этих металлов после сильной начальной коррозии образуется сравнительно толстый защит ный слой. Рост пленки на этих металлах подчиняется параболическому закону. [c.585]

Для щелочных и щелочноземельных металлов (К, На, Са, М и др.) соотнощение 1 ок ме находится в пределах величин 0,45—0,81. На этих металлах образуются рыхлые пленки со слабыми защитными свойствами. Скорость роста пленки при этом постоянная и контролируется химической реакцией ее образования. В этом случае действует линейный закон роста пленки [c.13]

Рост невидимых пленок на платиновом электроде. Интересное приложение закона роста пленок дал Хор в своем объяснении неправильного поведения так называемого кислородного электрода. Потенциал кислорода имеет особое значение в вопросах коррозии. Если кислородный электрод ведет себя обратимо, его потенциал должен всегда быть на 1,23 V выше потенциала обратимого водородного электрода в той же жидкости. В действительности, чтобы получить свободный кислород на платиновом аноде в обычной электролитической ванне, требуется гораздо более высокий потенциал, нежели соответствующий обратимому значению. При попытке применить кислородный электрод (например платиновый электрод, омываемый кислородом) в качестве катода электрохимического элемента (дающего ток) потенциалы получаются гораздо ниже теоретических значений. Таким образом кислородный электрод в вы>сшей степени необратим. Если вместо платины в качестве основания кислородного электрода применить железо или другой менее благородный металл, получаемые потенциалы гораздо ниже, будучи в действительности не очень далеки от величин, характерных для данного металла, до некоторой степени облагороженного присутствием кислорода. [c.128]

Жаростойкость металлов, а также закон роста толщины пленок на металлах h во времени т, т.е. h = f(r), в значительной степени зависят от защитных свойств образующихся пленок. Защитные свойства пленки оценивают по. значению скорости окисления металла, которая устанавливается при возникновении пленки, и характеру изменения этой скорости во времени. В некоторых слу- чаях относительные защитные свойства пленки можно определить по времени проникновения через пленку до металла какого-либо подходящего для этих целей реагента, нанесенного на поверхность пленки. [c.24]

Рост очень тонких окисных пленок на металлах при низких температурах (на меди в кислороде при температуре до 100° С, на тантале при температуре до 150° С, на алюминии, никеле и цинке при температуре до 300° С и др.) сопровождается самоторможением в большей степени, чем при обычном диффузионном механизме и контроле процесса. Этим случаям соответствует логарифмический закон роста пленки [c.34]

Недавно вышли из печати труды симпозиума, посвященного вопросам воды высокой чистоты [126], исследованию по коррозии котельных труб [127 ], изучению морфологии и закона роста пленок, образующихся на железе в условиях воздействия пара [128]. Два новых исследования Блума и Штрауса находятся в печати. Нужно следить за всеми работами по сплавам для конденсаторных трубок, работающих в загрязненных водах, публикуемыми Британской ассоциацией по исследованию цветных металлов. [c.439]

Для щелочных и щелочноземельных металлов действительно наблюдается указанный линейный закон роста пленок со временем. На рис. 19 показана подобная зависимость, установленная опытом для [2]. [c.45]

Параболический закон роста окисной пленки, установленный впервые Тамманом на примере взаимодействия серебра с парами йода, наблюдали в опытах по окислению на воздухе и в кислороде меди и никеля (при t > 500° С), железа (при t > 700° С) и большого числа других металлов и сплавов при определенных температурах, В табл. 6 приведены параметры диффузии элементов в окислах. [c.59]

Согласно (8), рост пленки настолько быстро замедляется с увеличением толщины оксида, что можно найти критическую толщину слоя б, выше которой практически невозможно заметить дальнейшее увеличение толщины слоя во времени. Обратно-логарифмический закон роста оксидных пленок на некоторых металлах при нормальных температурах был экспериментально подтвержден. [c.43]

Окисная пленка АЬОз растет при 35 —600 °С по параболическому закону, рост сопровождается диффузией ионов металла на поверхиость окисла, а с 500—550 °С — по линейному закону, путем диффузии иоиов кислорода к поверхности алюминия. [c.93]

В выводах указывают закон роста окисной пленки на данном металле в воздухе при исследованной температуре, приводят полученную эмпирическую формулу и дают свое суждение о контролирующем факторе скорости окисления металла. [c.38]

Цель работы — установить закон роста окисной пленки во времени при окислении данного металла на воздухе при высокой температуре и определить постоянные коэффициенты уравнения, выражающего найденную зависимость. [c.39]

ТакнГм образом, рост пленок на металлах идет обычно по линейному, параболическому или логарифмическому закону (рис. 26, б), что соответствует типовым кривым для стационарных и монотонных процессов (см. табл. 9). [c.104]

Толщина пленок. Обычно считают, что толщина цветной пленки может быть получена без непосредственного измерения простым делением толщины воздушного зазора необходимого, чтобы получить соответствующий цвет, на коэфициент преломления вещества пленки (нужна осторожность при выборе соответствующего порядка цвета). Такой метод применил Тамман и его сотрудншси в обширном исследовании законов роста пленок на многих металлах. Плодотворные результаты этой работы оправдывают применение простого ме- [c.70]

Рост пленки в условиях погружения в электролиты часто следует тем же законам, как и рост пленки на металле, выдержанном в сухом воздухе или кислороде. Примеры можно найти на стр. 98 и на стр. 824, но заслуживают внимания и другие. Логарифмический закон роста для образования окисной пленки на нержавеющей стали, погруженной в водный раствор, содержащий кислород или окислительный агент, был предложен в измерениях Бервикка и Эванса [62] и более определенное доказательство предложено Штерном [63]. [c.779]

Суммируя все ранее изложенное, известные закономерности роста пленок на металлах во времени можно объединить обобщающей кривой, представленной на рис. 28. В начальный момент окисления чистой поверхности металла процесс роста пленки в основном определяется величиной константы скорости химической реакции. На этом участке АВ) кривая окисления близка к прямой АМ, тангенс угла наклона которой пропорционален константе скорости химической реакции. Далее, на участке ВС ход кривой определяется сложным уравнением (17), включающим член у в первой и второй степени. С дальнейшим утолщением пленки, например после точки С, ее рост все ближе подходит к чисто параболическому закону роста. Участок ED соответствует часто наблюдаемой параболической зависимости роста пленок от времени. Таким образом, линия AB ED представляет основную кривую окисления металла, получаемую при допущении диффузионного торможения окисления и без каких-либо осложняющих обстоятельств. [c.53]

Периодическое определение изменения массы образца металла, подвешенного на платиновой или нихромовой проволоке к чашке аналитических весов и находящегося в атмосфере электрической печи, нагретой до заданной температуры, позволяет проследить кинетику газовой коррозии металла на одном образце и установить закон роста пленки во времени (метод не пригоден при образовании на металле легко осыпающейся или возгоняющейся пленки продуктов коррозии). На рис. 320 приведена схема установки для исследования кинетики газовой коррозии металлов в воздухе и продуктах сгорания газа, которая может быть использована и при подаче в нее других газов. На установке ИФХ АН СССР (рис. 321) возможно одновременное испытание шести образцов. Поворачивая крышку печи, можно захватить крючком любой образец для взвешивания. Чтобы можно было загружать образцы, в крышке сделаны щелевидные отверстия. Более чувствительными являются вакуумные микровесы различных конструкций (Мак-Бэна, Гульбрансена и др.). [c.437]

При значении а = 1,2...1,6 получаются так называемые защитные пленки, пассивирующие металл. Учитывая отклонения состава многих оксидов металлов от стехиометрического, а следовательно, колебания их молекулярной массы и плотности, можно считать критерий а лишь оценочным, но тем не менее отображающим действительные условия сплошности. Рост толщины пленки всегда начинается в кинетическом режиме, т. е. лимитируется кинетикой химической реакции (логарифмический закон), но затем, после создания сплошной пленки, ее рост или практически прекращается из-за малых коэффициентов диффузии, или продолжается в результате диффузионных процессов. Диффузия определяется или постоянством градиента (линейный закон роста пленки), или условием 6grad = onst (параболический закон роста). Различные законы роста пленки показаны на рис. 8.22. [c.308]

В общем случае рост окисной пленки на металлах во времени, согласно Ройха [79], описывается логарифмическим законом, а начальная скорость увеличения толщины окисла тем больше, чем выше парциальное давление паров воды в атмосфере. [c.165]

Согласно теории Мотта и Кабреры, скорость переноса электронов через окисный слой путем туннельного эффекта велика по сравнению со скоростью переноса ионов. Слой окисла при этом с двух сторон ограничен поверхностными зарядами (отрицательным на границе металл-газ и положительным на границе металл окисел), между которыми образуется однородное электрическое поле. Контролирующей стадией суммарного процесса окисления по Мотту и Кабреру является перенос ионов металла под влиянием электрического поля при высоком градиенте потенциала. Эта теория позволяет получить обратный логарифмически закон роста пленки [c.35]

На рис. 14 приведены различные типы разрушений окисных пленок при их росте на металлах. Образование пузырей (см. рис. 14, а) имеет место в тех случаях, когда прочность пленки на разрыв велика, а адгезия к поверхности металла мала. При недостаточной прочности пленки образуются пузыри с разрывом (рис. 14,6), что делает пленку газопроницаемой, незащитной, и под пузырем образуется новая окисная пленка. Такой вид разрушения заметно снижает защитные свойства окисной пленки, о чем свидетельствуют резкие изломы кривой окисления (см. рис. 13) это может привести также к изменению закона роста пленки переходу от па аболиче- [c.40]

Периодическое определение изменения массы образца металла, подвешенного на платиновой или нихромовой проволоке к чашке аналитических весов и находящегося в атмосфере электрической печи, нагретой до заданной температуры, позволяет проследить кинетику газовой коррознн металла на одном образце н установить закон роста пленки во времени (метод непригоден при образовании на металле легкоосыпающейся или возгоняющейся пленки продуктов коррозии). На рис. 201 приведена схема установки для исследования кинетики газовой коррозии металлов на воздухе и в продуктах сгорания газа, которая может быть использована и при подаче в нее любых газов. Более чувствительными являются вакуумные микровесы различных конструкций (Мак-Бэна, Гульбрансена и др.). [c.371]

При легировании основы паяемого металла или припоя легирующие элементы по-разному могут влиять на процесс образования окисной пленки. Общие законы образования пленок в этом случае установить трудно, так как компоненты сплавов имеют различное сродство к кислороду, разную скорость диффузии в металле и пленке, разную взаимную растворимость окислов не известно также влияние растворимости на устойчивость дефектов кристаллической решетки и т. д. Введенный металл может распределяться в окисной фазе, в которой некоторые катионы основного металла замещаются легирующей добавкой. В этом случае скорость окисления может или увеличиваться, или уменьшаться, но закон роста пленки сохраняется. В том случае, когда при введении легирующей добавки в основании пленки образуется новая фаза, возможны более глубокие изменения в процессе окисления, приводящие к изменению закона роста пленки. Если легирующие элементы обладают меньшим сродством к кислороду по сравнению с основным металлом, то они обычно остаются под окисной пленкой в неокисленном состоянии. [c.36]

При нагревании стали до 600° скорость роста окисной пленки подчиняется степенному закону с показателем степени больше двух. При этой температуре на поверхности стали образуются все три окисла ГегОз, Гез04 и FeO. Толстые многослойные пленки имеют много дефектов в етроении, вызванных различием в линейных и объемных коэффициентах теплового расширения. Наличие на поверхности надрывов и трещин облегчает процесс диффузии и способствует повышению скорости роста пленки. Разные окислы слабо сцеплены между собой, поэтому иногда наблюдается откалывание окалины даже без воздействия абразива. Этот процесс особенно заметен на углеродистых сталях при температуре выше 575°, когда на границе металл — пленка начинает образовываться закись железа, имеющая плохое сцепление с основным металлом [20]. Кроме того, толстые пленки очень хрупки, что приводит к возрастанию роли ударного износа, так как даже малоабразивные и мелкие частицы будут пробивать окалину, тогда как при ее отсутствии они практически не влияют на износ. Образованию рыхлых пленок спо- [c.27]

При малой толщине окисной пленки напряженность поля значительна, но по мере утолщения пленки она ослабевает и при толщине порядка нескольких десятков нанометров становится исчезающе малой. В этих условиях в качестве основной движущей силы диффузии остается градиент концентращ1й, обусловленный изменением соотношения металла и окислителя в окисной пленке. На границе металл — окисел в пленке следует ожидать максимально возможную в рассматриваемых условиях концентращ1Ю катионов при некотором недостатке анионов, а на границе окисел - газ следует ожидать максимально возможную концентрацию анионов при некотором недостатке (по отношению к внутренним слоям) катионов. Наряду с этим предполагается наличие в окисле дефектов, которые, по современным представлениям, являются необходимым условием для диффузии [5 - 9]. Эта модель, в совокупности с представлением об окисной пленке как о полупроводнике, является основой теории Вагнера - Хауффе, описывающей рост толстых окисных пленок по закону квадратичной параболы [10]. [c.12]

При тускнении серебра на воздухе образуются одновременно окисел и сульфид, причем продукты реакции содержат большее количество окисла, чем сульфида. У сплавов, содержащих медь, при этом образуются также окисел и сульфид одновалентной меди. Соотношение легирующих металлов в пленках соответствует их соотношению в сплаве [1]. Толщина пленки увеличивается в результате диффузии ионов серебра к внешней границе окисла. Рост пленки зависит от ее толщины. При условии сплошности пленки ее рост подчиняется параболическому закону. В случае образования более толстых и не совсем сплошных пленок увеличение толщины становится пропорциональным времени (лидейная зависимость) [2]. [c.466]

В выводах отмечают, удовлетворяет ли окисел данного металла или окислы компонентов сплава условию сплошности указывают закон роста окисной пленки во вре.менп на данном металле или сплаве в воздухе при исследованной температуре приводят полученную эмпирическую формулу Дт+=/(т) с указанием размерностей входящих в нее переменных Дт+ и т и результаты проверки ее правильности формулируют свое суждение о контролирующем факторе скорости окисления металла или сплава сопоставляют значение истинной и средней скорости пропесса для какого-либо одного и того же времени т. [c.44]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...