Методы исследования процесса окисления

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОКИСЛЕНИЯ Изучение кинетики окисления [c.16]

Проведено исследование процесса окисления иа воздухе при 800—1000° С длительностью до 1000 час двухфазных хромоникелевых сплавов, содержащих 60% Сг и 40% М и дополнительно легированных титаном, ниобием и вольфрамом. Методами металлографического, рентгеноструктурного и электронографического ана.тизов исследован качественный состав образующейся окалины. [c.125]

Снятие окисных пленок. При исследовании процессов окисления существует метод, заключающийся в снятии пленок и определении в них содержания металла. Когда пленки образуются на сплавах, при помощи этого метода можно определить, какая из составляющих сплава содержится относительно в большем количестве и какая — в меньшем. С помощью электронной диффракции также можно ответить на данный вопрос, но если пленки толстые, этим методом нельзя определить состав внутренних слоев. [c.715]

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]

Была выполнена обширная программа исследований, включающая разработку оригинальной системы контактных аппаратов, подбор наиболее эффективных катализаторов, очистку аммиака от примесей, изучение методов разложения нелетучих аммониевых солей с целью выделения из них газообразного аммиака, и т. п. Опытно-промышленная установка позволяла вести процесс окисления аммиака непрерывно с выходом до 95% азотной кислоты. [c.170]

Для хрупких материалов и, как об этом будет сказано в этом разделе ниже, для материалов 5 усталостным нагружением подобные методы сопротивления. материалов должны быть заменены рассмотрением начальных напряжений, которые могут присутствовать,, и более точным исследованием напряжений, возникающих при нагружении, в рамках теории упругости (см. 3.1) или с помощью экспериментальных методов исследования напряжения. Начальные напряжения в хрупких материалах возникают при лить , закалке, сварке и т. п.. и также могут быть высокими. Определение величины начальных напряжений отдельном образце методом неразрушающего контроля нелегкое дело, но такие напряжения могут быть уменьшены частичным или полным отжигом, а иногда простым изменением технологического процесса. Усталостное разрушение, так же как и хрупкое разрушение обычно всегда ускоряется присутствующими дефектами. Эти виды разрушений связаны главным образом с растягивающими, а не сжимающими напряжениями частично, по крайней мере из-за того, что зарождающиеся или развивающиеся трещины смы каются при сжатии. Вследствие поверхностного окисления м [c.43]

В заключение назовем ряд экспериментальных работ, в которых методом полного внешнего отражения исследовались состояние и параметры приповерхностного слоя зеркала. Так, в работе [45] о помощью измерения Ка-линии Си было обнаружено окисление поверхности напыленного в вакууме алюминия. В работе [64] исследованы пленки меди, никеля, германия и селена в процессе окисления на воздухе и последующего отжига в вакууме. Наличие поверхностного слоя на стекле и алюминии обнаружено авторами работы [49]. В работе [48] исследованы пленки германия и теллура различной толщины, в работе [56] — германия, золота и стекла. Результаты определения плотности пленок германия даны в работе [57]. Отметим также, что отражение рентгеновского излучения широко используется для исследования процесса диффузии в тонких пленках (см., например, работу [36]). [c.40]

В статье изложены результаты исследования изменения структурного состояния сплавов системы Ре—Сг—Мп в процессе окисления при температуре 1000° С. Структура сплавов изучалась при комнатной температуре рентгеновским и металлографическим методами, а при температуре 1000° С методом высокотемпературной металлографии на установке ИМАШ-5С-65. Уточнен фазовый состав исследованных сплавов перед окислением. Показано, что изменение состава сплава в поверхностном слое в результате окисления вызывает изменение структуры сплава под окалиной. В сплавах с а у-я у-фазами обнаружен слой только а-фазы, Установлено, что толщина поверхностного слоя увеличивается со временем приблизительно по параболическому закону. [c.166]

Метод электронной дифракции представляет интерес для расшифровки структур, особенно при наличии высокодисперсных фаз (формирующихся карбидов, различных новообразований), линии которых невозможно измерить, а иногда и обнаружить при рентгенографическом анализе. Электронографию широко используют для изучения поверхностных слоев толщиной несколько нанометров, а также специально приготовленных тонких пленок. Так, изучение оксидных пленок, возникающих на металле в начальной стадии окисления, дало богатый материал для теории процесса окисления, явления пассивирования металлов. В вопросах исследования аморфных слоев металла при полировании, трении, тонкопленочных объектов методы электронной дифракции незаменимы. [c.65]

Для рационального выбора режимов нагрева и термообработки сплавов, а также правильного использования последних в виде конструкций, работающих при высоких температурах, необходимо изучение влияния газовой среды на процесс окисления сплавов. В предыдущих исследованиях [1—3] было показано большое влияние газовой среды на окисление при высокой температуре и свойства окалины нержавеющих и жаростойких сплавов, а также предложен новый метод уменьшения окисляемости ряда сплавов при нагреве и термообработке увеличение окислительной способности газовой среды в целях создания условий для образования на поверхности сплавов окисных пленок с высокими защитными свойствами. [c.19]

Кинетика окисления изучалась методом периодического взвешивания на установке, позволяющей проводить одновременное исследование шести образцов, не прерывая процесса окисления. Точность взвешивания х0,0001 г. Конструкция установки была описана ранее [2]. Температура поддерживалась с точностью пЮх Состав газовой смеси в реакционной зоне печи контролировался газоанализатором ВТИ с точностью 0.1%. В процессе окисления к зоне реакции обеспечивался постоянный приток газовой смеси (1,5 л мин). [c.127]

Большинство потенциостатических измерений анодного растворения выполнено в разбавленной обескислороженной серной кислоте, для которой кинетика катодного процесса выделения водорода известна, а катодные реакции изучены на благородных металлах, на которых процесс восстановления окисленных частиц раствора не осложнен анодным процессом окисления катода. Именно в таких модельных условиях с помощью потенциостатического метода достигнуты принципиальные успехи в исследовании анодного растворения металлов. Убедительно показано [10], что наиболее важная и объективная характеристика коррозионного поведения металлов в агрессивной среде — зависимость устойчивой скорости их растворения от потенциала. [c.11]

Исходя из изложенного, при проведенных нами в свое время исследованиях теплового старения разных бумажных материалов в качестве критерия степени старения были выбраны некоторые механические характеристики, а электрические характеристики для этой цели не определяли. Кроме того, учитывая некоторые литературные данные, нами были использованы также химические и физические методы исследования целлюлозных материалов, которые имеют то преимущество, что не требуют образцов определенной формы и позволяют обходиться сравнительно малой навеской. Из числа таких характеристик мы остановились на медных числах, характеризующих наличие в бумажных материалах окисленной целлюлозы и вязкости медно-аммиачного раствора целлюлозы, характеризующей ее общую деструкцию [Л. 58, 69—71]. Отрицательной особенностью этих характеристик является то, что сами по себе они не могут определить опасную для бумажной изоляции степень старения. Правда, это не так легко сделать и по механическим характеристикам, но здесь хотя можно задаваться определенными предельными значениями, например принимать за полный износ бумаги полную потерю эластичности — нулевую прочность на излом. Определяя параллельно на одинаковых образцах изменения в процессе теплового старения механических свойств, а также медных чисел и вязкости медноаммиачного раствора бумаги, можно судить об опасной степени старения и по значения.м последних двух характеристик. [c.124]

Комплексное изучение строения окалины — один из основных вопросов, связанных с проблемой исследования окисления металлов [ ] Проведенные ранее рентгенографические и электронографические исследования строения окалины на титане при окислении его на воздухе и в парах воды позволили получить, ряд существенных сведений о механизме окисления титана в этих условиях [2, 3]. В то же время морфологические данные, касающиеся формирования и роста составляющих окалину кристаллов в процессе окисления, легче всего могут быть получены путем микроскопического исследования. Возможно также использование и чисто структурных методов, что более трудоемко и менее наглядно. [c.69]

Исследование образцов высокой чистоты (порядка 99%) с разными типами кристаллических решеток показало, что в ГЦК и ОЦК металлах активизация поверхности при трении происходит в большей степени, чем у металлов с гексагональной решеткой (рис. 164). Применение метода электросопротивления позволило установить, что в динамическом режиме активизация поверхностных слоев намного больше, чем в статическом (рис. 165). Метод электросопротивления является эффективным при дислокационно-энергетическом исследовании процессов, возникающих в результате пластической деформации при внешнем трении схватывания, окисления, фреттинг-процесса и др. [32, 42, 76, 78]. [c.284]

Авторы С. И. Филиппов, С. Т. Ростовцев и др., применившие другие методы исследования, указанную реакцию считают слабо эндотермической [20,53—28,16 кДж/г-атом (4900—6720 ккал/г-атом]. Однако, по нашему мнению, в настоящее время нет основания считать рассматриваемую реакцию эндотермической. Это легко показать, пользуясь законом Гесса и комбинируя следующие процессы окисления графита (углерода, не растворенного в железе) до СО за счет газообразного кислорода и растворения в жидком железе газообразного кислорода и графита [c.148]

В книге представлены оригинальные исследования процессов коррозии при высоких температурах в атмосфере, металлических и солевых (галогенных, карбонатных и др.) расплавах. В разделах сборника рассмотрены теоретические аспекты процесса высокотемпературного окисления металлов и полупроводников, закономерности газовой коррозии титана, циркония, ванадия, вольфрама и др., коррозия металлов в расплавах, методы получения, свойства и закономерности коррозии защитных жаростойких силицидных, окисных и хромовых покрытий. Показаны методы защиты конструкционных материалов от высокотемпературной коррозии. [c.2]

Последние четыре главы, объединенные автором в отдельную часть, посвящены вопросам количественной оценки коррозионных процессов и представляют несомненный теоретический и практический интерес. В них излагаются методы измерения кинетики окисления и коррозии в электролитах, теоретическое исследование роста пленок, поляризационные измерения толщины пленок, распределение потенциала в электролитических ячейках, определение скоростей коррозии, применение термодинамики к проблемам коррозии, статическая обработка экспериментальных результатов и пр. [c.7]

Получение непрерывной кривой определением абсорбции газа. За процессом окисления образца при его нагревании можно наблюдать, определяя падение давления в замкнутом сосуде,, содержащем ограниченное количество кислорода. Этот метод более чувствителен при низком давлении, когда небольшое окисление вызывает заметное изменение давления. Такой метод применялся в нескольких весьма точных исследованиях [19]. [c.714]

Одним из ранних и широко распространенных методов исследования процессов адсорбции и окисления является измерение работы выхода электрона [28, 38]. Адсорбированные на поверхности металла атомы могут очень сильно изменять работу выхода. Адсорбция ионоа или диполей приводит к образованию дополнительного двойного электрического слоя. Из классических законов электростатики следует, что изменение работы выхода должно следующим образом зависеть от степени покрытия поверхности [c.32]

Однако этот метод можно рекомендовать только для исследований процессов окисления в чистых газах. Даже если газ состоит из одного элемента, необходимо вводить поправки на точность измерения давления, если температура реакционного пространства и воздуха, окружающего манометр, не одинакова, если трубка, соединяющая два сосуда, имеет сравнительно небольшой диаметр и если давление мало (скажем, менее 1 мм рт. ст.). Эти поправки на так называемый термомолекулярный поток вкратце рассмотрены, например Портером [610]. Если опыты проводятся при нормальном давлении, то, когда отношение длины свободного пробега газовых молекул Я к их диаметру с составляет величину меньше 0,1, этими поправками можно пренебречь. [c.242]

Возможно, что у металлов, у которых окислительный процесс сопровождается движением катионов через пленку наружу, восстановление в водороде будет вызывать движение катионов в обратном направлении и,, таким образом, структура металла, полученная вследствие восстановления, должна быть достаточно плотной. Метод восстановления водородом применялся Винтерботтомом (стр. 720) для подготовки образцов перед оптическим исследованием процесса окисления, причем он предположил наличие рыхлого слоя. Такой же метод был применен в Кембридже при исследованиях железа Дэвисом (стр. 758) и меди—Миллсом (стр. 778).. [c.706]

Металлографический метод, т. е. микроскопическое исследование шлифов по сечению пленки, позволяет обнаруживать слоистое строение пленки, определять типы соединений, образующих пленку и отдельные ее слои, размеры и форму зерен, их распределение и расположение в пленке и т. д. Специальная микропечь конструкции Н. И. Тугаринова (рис. 318) дает возможность наблюдать под микроскопом и фотографировать кинетику изменения микроструктуры окалины в процессе окисления металлов. [c.435]

На основании изучения гетерофазного взаимодействия титана с расплавами стекол системы ЗЮа—А1,0,—В,О,—7пО(СиО) с ПОМОЩЬЮ комплекса электрохимических методов исследования установлено большое влияние состава газовой среды на величину и кинетику установления стационарного потенциала Т1-электрода, электропроводность изученных расплавов. Показано, что доминирующим на первой стадии взаимодействия титана с расплавом стекла-матрицы в нейтральной атмосфере является процесс окисления металла за счет растворенных в расплаве паров воды, дополняемый окислительно-восстановительным взаимодействием с образованием в зоне контакта силицидов титана. Присутствие иона меди в расплаве изменяет характер взаимодействия. Восстановление меди сопровождается образованием купротитанатов вследствии гетеродиффузии в металлический титан и растворением прочих продуктов в расплаве. Методом вращающегося титанового диска изучалась кинетика процесса. Лит. — 9 назв., ил. — 3. [c.270]

Датчик можно представить как сложную систему, состоящую из различных узлов и элементов (мембраны, упругого элемента, напыленных тензорезисторов, соединительных проводов, корпуса и т. д.), каждый из которых по своему деградирует во времени. Основными деградационными процессами, протекающими, например, в тензорезисторном датчике давления, являются ползучесть упругого элемента и тензорезисторов, окисление металлической части тензорезисторов, накопление усталостных повреждений и т. д. Для описания этих процессов необходимо привлекать физические методы исследования. [c.98]

Существуют различные методы исследования окисления кинетические, структурные и энергетические. Кинетические методы необходимы для количественной оценки скорости окиотения, структурные — для исследования продуктов реакции, энергетические - дают информацию о термодинамике процесса, о прочности сил связи в решетках окислов и сплавов. Рассмотрим эти методы применительно к сплавам для нагревателей. Наибольший интерес представляют методы изучения толстых окисных слоев, которые характерны для нагревателей, а также методы исследования тонких пленок, которые присутствуют на металле в состоянии поставки. [c.16]

Известны примеры косвенного определения толщины образующегося продукта реакции. Первый способ основан на измерении электрического сопротивления проволоки в процессе окисления. В этом случае электропроводность окалины ничтожно мала и ею можно пренебречь. Таким образом измеряется фактически электропроводность неокислившегося металла, пропорциональная размеру поперечного сечения образца. Метод ненадежен при изучении окисляемости сплавов, так как их электрическое сопротивление зависит от концентрации легирующих элементов, принимающих участие в формировании окалины. Второй способ основан на оптическом измерении диаметра проволоки в процессе эксперимента. При образовании летучих окислов регистрируется уменьшение диаметра образца, при образовании устойчивых окислов - увеличение диаметра. В последнем случае интерпретация данных требует предварительных исследований. [c.19]

Определенный шаг к раскрытию механизма коррозии гетерогенных сплавов был сделан исследованиями анодного окисления. Прежде всего следует отметить, что неоднозначность взаимного влияния компонентов оказалась присущей и анодным процессам. В одних случаях экспериментальные результаты свидетедьствовали о повышенной анодной активности компонентов сплава по сравнению с чистыми металлами [144, 153, 156- 158], в других наблюдалась прямо противоположная картина [158— 160]. Например, методом [c.158]

В работе [26] изучено окисление всех силицидов молибдена, нолученных методом зонного выравнивания предварительно спеченных образцов при температурах до 1700° С и давлении кислорода <20 мм рт. ст. Обнаружена небольшая потеря в весе о бразцов, а также увеличение концентрации молибдена на границе раздела силицид/окисная пленка. Плато на кинетических кривых, свидетельствующее о замедлении процесса окисления, наблюдалось для MosSi при 1960° К, для MosSis — при 1650° К, а для MoSi2 — во всем исследованном температурном интервале (1000—1700° С). [c.232]

В тех случаях, когда при коррозии на поверхности металла образуется окисный (или солевой) слой в виде сплошного, изолирующего ее от раствора чехла, дальнейшее анодное окисление металла непременно будет включать стадию доставки участников реакции через этот слой. Поскольку перенос вещества через твердую фазу в обычных условиях процесс довольно медленный [1], можно предполагать, что стадия переноса через слой окисла, по крайней мере в некоторых случаях, окажется наиболее медленной стадией, определяющей скорость процесса окисления металла в целом. Экспериментальное выявление концентрационной поляризации в твердой фазе представляет, однако, известную трудность. Прямые методы обнаружения концентрационной поляризации, применяющиеся при исследовании реакций с переносом реагентов в растворе (по влиянию конвекции или по изменению концентрации реагентов), в данном случае непригодны. Из косвенных, релаксационн ых методов исследования высокочастотные методы имеют ограниченную применимость. Они не могут обнаружить концентрационную поляризацию тогда, когда для ее проявления требуется время, более длительное, чем длительность единичного импульса, которая у этих методов очень мала. При импедансном методе, например, она не превышает нескольких миллисекунд, так как нижний предел рабочих частот у этого метода не ниже 200 гц. Следовательно, в случаЖс, когда для проявления концентрационной поляризации необходимо, например, несколько секунд или минут, этот метод обнаружить ее не сможет. Такие случаи, оказалось, не так уже редки на практике, и применение к ним высокочастотных методов может привести к ошибочным выводам относительно природы скорость определяющей стадии процесса [2]. Вероятность возникновения такого случая увеличивается, как увидим ниже, при замедлении электрохимической стадии процесса, т. е. при его истинной пассивации . Поскольку именно пассивные металлы представляют для нас наибольший интерес, требовалось изыскать метод, который был бы в принципе свободен от указанного ограничения. В поисках его мы обратили внимание на метод потенциостатической хроноамперометрии, предложенный и апробированный на реакциях, протекающих с пе- [c.80]

Рассмотрено применение хроноамперометрии к исследованию кинетики анодного окисления пассивных металлов. Показано, что метод позволяет установить замедленную стадию процессов, протекающих в твердой фазе или с участием переноса реагентов через твердую фазу. С помощью этого метода установлено, что в щелочных растворах пассивация процессов окисления серебра связана с торможением самого электрохимического акта процесса, а пассивация никеля и цинка — с возникновением необратимой концентрационной поляризации в пассивирующем окисном слое. [c.216]

Авторы работы [47] считают, что скорость реакции при очень высоких температурах может уменьшаться за счет реиспарения не-прореагировавшего кислорода. Существование подобного процесса можно проследить на примере взаимодействия метана с графитом при температуре около 2000° К [48]. Как известно, при этих темпе- ратурах в условиях равновесия метан разлагается. Однако авторы работы [48] масс-спектрометрическим методом не обнаружили разложения метана. В работе [16, с. 320—325] тех же авторов показано, что при давлениях ниже 1,5-10- мм рт. ст. только одно соударение из миллиона приводит к реакции разложения метана или этана. Аналогичные явления наблюдались различными авторами на вольфраме при исследований его окисления в вакууме при высоких температурах. Обобщение этих работ сделал Сирси [50]. [c.71]

В работе [17, с. 124] исследован процесс комплексного насыщения сплава ЖС6К алюминием совместно с танталом или ниобием, изучены фазовый состав и структура покрытий и их стойкость против окисления при 1100° С в продолжение 100—300 ч. Покрытия наносили методом окраски или окунания в шликер с последующим отжигом (после предварительной сушки) при температуре 1050° С в течение 4 ч в вакууме 1-10 мм рт. ст. Шликер готовили из порошка алюминия (ПАК-3) и порошков ниобия или тантала зернистостью до 40 мкм растворителем служил параксилол, стабилизатором — полистирол. Толщина наносимого слоя составляла приблизительно 0,1 мм. Исследования жаростойкости сплавов показали, что лучшими защитными свойствами обладали покрытия из шликеров, в которых металлы были взяты в соотношении, % (по массе) 70 Та + 30 А1 и 60 № + + 40 А1. Глубина алюминидных покрытий, легированных танталом, составляла 50—60 мкм, ниобием 90—100 мкм. При испытаниях таких покрытий на жаростойкость в них происходят в общем те же структурные и фазовые превращения, что и в чисто алюминидных покрытиях, однако диффузионные процессы значительно замедляются. Это и является причиной более высоких защитных свойств комплексных покрытий. [c.290]

Предлагаемая книга представляет собой сборник текстов лекций, прочитанных ведущими специалистами на симпозиуме по моделированию технологических процессов и микроэлектронных приборов. Такой подход к изданию книг, посвященных быстро развивающимся и, если можно так сказать, синтетическим областям науки и техники, получил за рубежом широкое распространение. Это и понятно — пришлось бы слишком долго ждать, пока кто-то соберется написать всеобъемлющую монографию. Однако указанный подход имеет и свои недостатки, гравный из которых - определенная разнородность стиля изложения. Не свободна от такого недостатка и эта книга. Если главы, посвященные диффузии и ионной имплантации легирующих примесей, процессам окисления, пучкового отжига и двумерным моделям МОП-транзисторов, нагшсаны достаточно подробно, то главы о литографии и травлении представляют собой по сути довольно краткие обзоры возможностей существующих программ. Весьма беглый характер носит и глава об аналитических методах исследований материалов и структур. [c.6]

Элементная сера образуется в процессе плавки в результате термической диссоциации высших сульфидов. Увеличение извлечения элементной серы достигается внутрипечным восстановлением диоксида серы углеродсодержащими восстановителями, например, природным газом, подаваемым через второй ряд фурм, расположенных выше дутьевых. Очистка серы от мышьяка при повышенном содержании его в перерабатываемом сырье может производиться, например, известковофазовым методом. Согласно результатам специально проведенных исследований по окислению отходящих газов процесса АШП в контактном аппарате установлена возможность переработки их по короткой схеме сернокислотного производства (без промывки), так как при конденсации серы газы процесса АШП хорошо очищаются от пыли и мышьяка. [c.205]

При исследовании влияния температуры на скорость окисления металлов может быть использован метод определения энергии активации процесса за один прием в условиях линейного повыте- [c.437]

Особенность электронографического метода состоит в том, что электронный пучок рассеивается веществом приблизительно в I f раз сильнее, чем рентгеновские лучи, и проникновение электронов в вещество невелико в сравнении с рентгеновскими лучами. Максимальная толщина окисных пленок, поддающихся злектронографированию, при съемке на просвет, составляет около 100 нм. При съемке методом отражения (применяя касательный к поверхности пучок электронов) можно анализировать окисные пленки толщиной порядка 1 нм и даже обнаруживать наличие мономолекулярного окисного слоя, т.е. фиксировать переход от хемисорбции к окислению. Электронография позволяет изучать процесс зародышеобразования, а при электронномикроскопическом исследовании фольговых образцов — кристаллическую структуру неметаллических включений (микродифракция). Таким образом, чувствительность метода весьма высока, и основное достоинство его заключается в возможности исследования малых объемов вещества. [c.22]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...