Механизм окисления металлов

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]

СВОДНЫЕ ДАННЫЕ О МЕХАНИЗМАХ ОКИСЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ [c.79]

Из сказанного следует, что механизм окисления металла во многом зависит от условий диффузии компонентов в оксидной пленке. Твердофазная диффузия веществ в твердом теле (в том числе и в оксидных пленках) определена наличием в ньм несовершенств и дефектов. Несовершенства в твердом теле разделяются на две следующие категории точечные дефекты или дефекты решетки, линейные и поверхностные дефекты. К точечным дефектам относятся вакансии, внедренные атомы и атомы, занимающие не свои узлы. Линейные и поверхностные дефекты включают дислокации, границы зерен,. а также внутренние и наружные поверхности. [c.48]

Если пористость оксидной пленки невелика, то, наряду с диффузией реагирующих компонентов, большую роль в механизме окисления металла играет диффузия в газовой фазе и процесс контролируется чисто диффузионным обменом (в твердой и газовой фазе). При более высокой пористости окалины окисление металла не определено чисто диффузионным обменом и на коррозию металла влияют процессы на фазовой границе металл —оксид, т. е. имеет место диффузионно-кинетический режим окисления. [c.60]

Таким образом, по этому механизму окисление металла протекает под воздействием кислорода из-за изменения валентности ванадия. [c.86]

МЕХАНИЗМ ОКИСЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ [c.64]

При комнатной температуре лишь немногие окислы, нитриды и сульфиды металлов представляют собой ионные соединения, причем сомнительно, чтобы какое-то из этих соединений можно было рассматривать -ка(к чисто ионное при более высоких температурах. Тем не менее механизм окисления металлов, образующих ионные продукты окисления, представляют основополагающий интерес, так что оставить его без рассмотрения нельзя. [c.166]

Г а у ффе К., Механизм окисления металлов и сплавов при высоких температурах, Успехи физики металлов, т. I, Гостехиздат, 1956. [c.32]

Ионно-электронный механизм окисления металлов. ........51 [c.3]

Ионно-электронный механизм окисления металлов [c.51]

Рассмотренные ранее закономерности роста пленок излагались без углубленного изучения механизма процесса окисления и, в частности, при формальном допущении диффузии реагирующих молекул или атомов (например, кислорода) через пленку к поверхности металла. Нетрудно видеть, что полученные выводы остаются действительными, если исходить и из обратного предположения о диффузии атомов металла сквозь пленку наружу и окислении их кислородом на внешней поверхности пленки. В этой главе мы разберем связанные с механизмом окисления металлов представления о направлении и механизме диффузии в пленках, структуре и свойствах окисных слоев, а также вытекающие из этих представлений следствия, как, например, теорию окисления металлов и жаростойкого легирования металлических сплавов. [c.58]

Изучение текстур окалины является сложным, но тем не менее возможным и позволяет, как показали исследования Архарова [2], получить некоторые новые сведения о механизме окисления металлов. [c.86]

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]

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]

Таким образом, область концентраций легирующего элемента, в которой наблюдается снижение скорости окисления металла, тем шире, чем ниже валентность катиона легирующей добавки. Одновременное протекание процессов образования вакансий по вагнеровскому механизму и заполнения этих вакансий катионами легирующей добавки во всем интервале концентраций малых добавок легирующих элементов должно несколько уменьшить величину максимального снижения скорости окисления металла и расширить область концентраций, в которой это снижение наблюдается. [c.87]

Преобладающим механизмом коррозии металлов в неэлектролитах является химический, т. е. окисление металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают [c.140]

Непрерывное образование вакансий катионов на разделе оксид — кислород происходит из-за того, что на этой поверхности парциальное давление кислорода существенно выше, чем на поверхности раздела оксид — металл. Таким образом, в рассматриваемом случае концентрация вакансии металла в сторону внешней поверхности, оксида повышается. Очевидно, что при таком механизме окисления нарастание оксидной пленки протекает изнутри наружу. [c.52]

Во-вторых, движение в оксидной пленке анионов внутрь с использованием вакантных мест анионов. При таком характере движения анионов их концентрация около поверхности раздела металл — оксид мала в сравнении с их концентрацией на внешней поверхности оксида. Определяющим при таком механизме окисления является непрерывное снижение концентрации анионов кислорода в сторону металла. Этим обусловлено и то обстоятельство, что в отличие от других рассмотренных вариантов здесь нарастание оксидной пленки на металле протекает с наружной стороны во внутрь. [c.53]

В таких случаях, когда металл с кислородом образует несколько устойчивых оксидов, на его поверхности могут возникнуть оксиды с различными проводимостями. Это указывает на то, что на разных участках окалины ее рост протекает по разным механизмам окисления. [c.53]

В таком случае коррозия описывается линейным законом, несмотря на то, что окисление металла в промежутках Времени до полной потери защитных свойств окалины может протекать даже по диффузионному механизму. Более подробно такие процессы будут рассмотрены в гл. 4. [c.61]

Применение механизма окисления Вагнера к объяснению коррозии сплава дает удовлетворительные результаты с экспериментальными наблюдениями при малых количествах легирующих добавок, когда оксид легирующего компонента растворяется в оксиде основного металла. В более общем случае может протекать избирательное окисление, где самый неблагородный компонент сплава окисляется самостоятельно с образованием наружного оксидного слоя с плохими защитными свойствами. К избирательному окислению, как правило, склонны сплавы, оксиды легирующих компонентов которых обладают в данных условиях неодинаковой стабильностью. Следовательно, на свойства такой системы могут влиять такие параметры, как температура и парциальное давление кислорода. [c.65]

Таким образом, двойные сульфаты играют роль своеобразных кислородных насосов , позволяющих значительно ускорять окисление металла. С учетом циклического характера рассматриваемого механизма коррозии реакция должна протекать с существенной скоростью при небольших содержаниях комплексных сульфатов в отложениях. [c.70]

Входящая в формулу (3.7) величина А характеризует коррозионную активность среды (газовой атмосферы, золовых отложений) в отношении корродирующего материала. При коррозии по первому механизму коэффициент А в первом приближении при заданной температуре металла можно рассматривать как не зависящий от времени параметр.-Коррозия на чистой поверхности всегда начинается с кинетического режима окисления с максимальной скоростью, чему соответствует степень показателя окисления п=1. Поскольку в ходе образования на поверхности металла оксидной пленки происходит непрерывное увеличение диффузионного сопротивления слоя, показатель степени окисления металла меняется от п=1 до возможно минимального значения По (при заданной температуре). Следовательно, при помощи формулы (3.7) можно описать в рассматриваемом случае высокотемпературную коррозию материала в первоначальной стадии, считая величину п функцией от времени. [c.94]

Химическая коррозия протекает, как правило, в непроводящих электрический ток средах. Процесс окисления металла и восстановление окислителя среды протекает в одном акте. Характерным примером химической коррозии является коррозия в газах при высоких температурах. Электрохимический механизм коррозии наблюдается в проводящих электрический ток средах. Процессы окисления металла и восстановления окислительного компонента среды могут быть пространственно разделены. Скорость коррозии в этом случае зависит от электродного потенциала корродирующего металла. Для неметаллических материалов закономерности коррозионных разрушений и их химическое сопротивление воздействию окружающей среды также определяется природой и структурой материала, а также свойствами коррозионной среды. [c.13]

Зависимость Igg — Р, представленная графически, является параметрической диаграммой. Для построения параметрической зависимости g g, h), при разных значениях Тит предварительно рассчитывается Q. Наклон линейной зависимости Ig g — Р определяется показателем степени п уравнения (51). Экспериментальные значения g, полученные при разном времени выдержки или разной температуре испытания ложатся на одну прямую при условии, что механизм процесса не изменяется Из уравнения, (55) следует, что температура и время связаны между собой, и при неизменности механизма окисления при разных температурах можно получить одинаковые значения параметра. Например, при температуре металл окисляется в течение времени в одном опыте, а при более высокой температуре Т , для того чтобы получить такое же значение параметра, как и в первом опыте, нужно окислять металл меньшее время чТа [c.308]

Химический состав возникающих оксидных пленок (т. е. отклонение от стехиометрического состава), природу дефектов в них, наличие примесей и др. установить трудно. По этой причине, а также вследствие экспериментальных сложностей (применение глубокого вакуума, работа с монокристаллами, необходимость точного измерения образующейся оксидной фазы) низкотемпературное окисление представляет наименее изученную область окисления металлов. Все теоретические работы в области низкотемпературного окисления в той или иной степени основаны на развитии идей Вагнера о механизме высокотемпературного окисления металлов [45]. Вагнер высказал рабочую гипотезу, что при окалинообразовании диффундируют через оксид не нейтральные атомы, а ионы и электроны. Если суммарный электрический ток равен нулю, то через слой окалины должны диффундировать эквивалентные количества положительных и отрицательных носителей тока. Другими словами, либо эквивалентное количество катионов и электронов должно диффундировать в одном и том же направлении, либо эквивалентное количество анионов и электронов — в противоположных направле- [c.41]

Очевидно, что, хотя точный механизм микробиологической коррозии пока непонятен, микроорганизмы и их внеклеточные метаболиты оказывают существенное влияние на хорошо изученный в других отношениях процесс электрохимического окисления металла. [c.435]

Упомянутые недостатки граничного и сухого трения являются следствием термодинамической нестабильности не только смазки, но и металлов, за исключением благородных, в состоянии покоя и особенно в процессе трения. Склонность металлов к окислительно-восстановительным реакциям используется в ИП для предотвращения окисления поверхности трения и создания пленки на поверхности трения, воспринимающей сдвиговое усилие без разрушения и тем самым защищающей основной металл от износа. Таким образом, как процесс окисления смазки, так и процесс окисления металла используются в ИП для уменьшения износа и потерь на трение. Рассмотрение физико-химического механизма подавления износа в ИП [41 ] и выявление других факторов, способствующих повышению износостойкости, привели к выводу, что подавление износа является результатом действия отдельных систем автокомпенсации неравновесных процессов износа и снижения трения (сокращенно систем СИТ). Действительно, физикохимические свойства каждой такой системы специфичны и в большинстве случаев имеют обратную связь с изменяющимися факторами условий работы или автокомпенсацию происшедших изменений, что и позволяет характеризовать их как системы. [c.7]

Все научные исследования направлены к расшифровке механизма окисления на атомарном уровне. В этой связи наиболее ясной представляется начальная стадия взаимодействия металла с кислородом — адсорбция. В литературе в настоящее время встречаются разные определения адсорбции. Для рассматриваемого случая пригодно одно из последних универсальных определений адсорбция - концентрирование (сгущение) какого - либо вещества в пограничном слое у поверхности раздела двух фаз. [c.9]

Следует рассмотреть метод контрольных меток, в качестве которых можно использовать вещества, которые в условиях эксперимента не реагируют ни с окислителем, ни с образцом. Наиболее часто для этой цели используют тонкий слой благородного металла, наносимого на поверхность образца. После эксперимента метка оказывается либо на поверхности окалины, либо на границе окалина — металл, либо внутри окалины. По расположению меток в окалине судят об относительной роли диффузии катионов и анионов в процессе формирования окалины. Этот вопрос считается важным в описании механизма окисления. [c.25]

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

Основываясь на высокой коррозионной активности р-ванадил-ванадата натрия, в [92] предложили следующий механизм окисления металла [c.86]

Новейшие работы по исследованию механизма окисления металлов потребовали применения материалов наибольшей возможной чистоты, чтобы устранить маскирующее влияние примесей. Основная часть такого рода работ относится, естественно, к окислению железа. В экспериментах Бенара и Бардолля [14, 15] было показано, что окисление начинается с образования зароды- [c.462]

Большое количество оригинальных работпосвященных исследованию кинетики и механизма окисления металлов и сплавов, появившихся в мировой литературе за истекший период, ес-тествевно, определили необходимость переработки монографии. [c.7]

Следует, однако, отметить, что механизм окисления металла при фретинг-коррозии отличен от кинетики окисления металлов при отсутствии механического воздействия, поскольку структура окислов отличается от структуры, образующейся при обычных условиях. Имеются указания, что интенсивность фретинг-коррозии в сухом воздухе на 55—65% больше, чем во влажном воздухе. Предполагается также, что вследствие адсорбции или капиллярной конденсации паров воды происходит изменение фрикционных характеристик металлических и оксиленных поверхностей трения. [c.105]

В ряде работ, посвященных изучению механизма окисления чистых металлов, обнаружена двухслойность однофазной окалины, при этом металлы в окисле проявляют одну (низшую) валентность uaO, ujS, NiO, СоО и др. Окалина, которая кристаллографически представляет собой один и тот же окисел, состоит из двух слоев внутреннего пористого и наружного компактного. [c.74]

Результаты упомянутых исследований показывают, что окисление протекает за счет диффузии ионов кислорода через поверхность раздела металл—оксид (решетку с анионными дефектами). На основании этого было сделано предположение, что трехвалентные ионы азота, присутствующие в решетке ZrOj, увеличивают концентрацию анионных дефектов и ускоряют, благодаря этому, движение ионов кислорода. Однако при таком механизме окисление непременно ускорялось бы в атмосфере кислорода, а это не так. Толкование этих процессов осложняется к тому же [c.380]

Для образования на поверхности металла оксида с и-проводимостью, т. е. оксида с избытком металла, имеется две возможности. Во-первых, при движении катионов наружу с использованием междоузловых мест. В этом случае участок около поверхности раздела металл — оксид обогащен междоузловыми ионами металла в сравнении с поверхностью раздела оксид — кислород, поскольку на -внешней поверхности оксида с высокой концентрацией кислорода происходит их непрерывное уменьшение. В результате таких процессов концентрация катионов в сторону высшей поверхности оксидной пленки уменьшается. Следовательно, при таком механизме окисления, когда ионы металла, мигрируя с поверхности разде-.ла металл — оксид в сторону наружной поверхности оксидной пленки по междо- [c.52]

При взаимодействии газообразного кислорода с металлом на последнем возникает оксид, который, если он не летучий, образует поверхностный слой, предохраняющий металл от дальнейшего окисления. В общем случае химическая реакция между металлом и газообразным кислородом, приводящая к образованию оксидной фазы, описывается простЫ1М уравнением хМе+у1 (202) = = МвхОу. Однако несмотря на кажущуюся простоту этой реакции, характер окисления и кинетика роста оксидных слоев зависят от ряда факторов, существенно усложняющих механизм процесса окисления металлов. [c.33]

Однако даже априорный анализ скачкообразного механизма развития трещин приводит к мысли, что и на данном этапе первопричиной разупрочняющего воздействия среды является корро-зионнь1Й процесс Действительно, водородное охрупчивание и коррозионное подрастание трещины взаимосвязаны, тйк как анодный процесс (локальная коррозия) и катодный процесс (восстановление водорода) — это сопряженные реакции. Без анодного процесса окисления металла восст1аиовление водорода на металле невозможно, так как при этом поставляются электроны, необходимые для восстановления водорода. Кроме того, гидролиз в трещине продуктов коррозии обусловливает под-кисление среды, т. е. появление ионов водорода, которые, пройдя стадию восстановления на поверхности металла, абсорбируются металлом. Если трещины коррозионного растрескивания определенную часть своего пути развиваются скачкообразно, то для коррозионной усталости превалирует скачкообразный механизм развития треищн. [c.71]

При химическом типе коррозии окисление металла и восстанов-ленне окислителя протекают в одном акте. Скорость химической коррозии определяется основными закономерностями кинетики химических гетерогенных реакций. В ряде случаев установлена возможность протекания коррозии ио электрохимическому механизму с участием химических реакций. [c.11]

Однако наиболее существенный прогресс в развитии коррозионной науки был достигнут только после того, как возникло представление об электрохимическом механизме подобного рода превращений. Впервые эта идея была высказана Де-ля-Ривом в 1830 г., задолго до признания электрохимической теории. Она становится общепринятой с начала нынешнего столетия после того, как были получены первые экспериментальные подтверждения правильности выдвинутой концепции. Коррозию с электрохимической точки зрения нельзя представить как простое окисление металла, так как этот переход должен сопровождаться сопряженно идущим восстановительным процессом. В результате ионизации металла освобождаются электроны, и роль второго сопряженного восстановительного процесса состоит в их ассимиляции. [c.4]

Прн контакте чистых металло1В с водной средой развивается коррозионный процесс с максимальным совмещением катодных и анодных участков. При контакте же электролита с обычной конструкционной сталью, в состав которой входят значительные по объе.му катодные включения, а на поверхности имеются участки окисленного металла и окалипа,. наиболее вероятным является гетерогенный механизм коррозии. На поверхности такого металла при контакте с водной средой возникает большое количество разделенных между собой анодных и катодных участков — макро- и мик ропар, создающих условия для протека.ния коррозионного процесса. [c.51]

При помощи соответствующих присадок предотвращается распад и дальнейшее окисление молекул, действие кислых продуктов окисления, либо все эти процессы одновременно. Соединения, которые функционируют по первому механизму, названы антиокислителями. Они предотвращают цепную реакцию образования свободных радикалов. Будучи введен в жидкость, антиокислитель реагирует со свободными радикалами, обладающими высокой энергией, образуя свободные радикалы с низкой энергией. Затем последние соединяются один с другим или диспро-порционируются, прерывая развитие цепной реакции образования радикалов и прекращая окисление. Соединения, действующие по второму механизму, обычно именуются ингибиторами коррозии, поскольку они защищают поверхность металлов от коррозии и предотвращают образование растворов, катализирующих окисление металлов в жидкости. Продукты, способствующие удалению из жидкости в виде комплексных соединений растворенных в ней металлов и предотвращающие их каталити ческое действие, иногда называются дозактиваторами металлов [c.165]

В последние годы сделаны попытки математического моделирования процесса окисления [ 14, 15]. Однако все теории пока непригодны к многокомпонентным сплавам и поэтому не будем останавливаться на них подробнее. Разработка количественной теории даже для двойного сплава чрезвычайно сложна, если оба компонента могут в условиях эксперимента образовывать устойчивее окислы. Описать механизм окисления такого сплава очень трудао вследствие того, что он обусловлен большим числом переменных факторов, определяющих скорость протекания процесса. К таким факторам относятся скорости диффузии реагентов в метйлле и окисле, взаимодействие окислов (взаимное растворение, образование химических соединений), вторичные реакции окисленм-вос-становления, частичная возгонка окислов, растворение кислорода и азота в металле, внутреннее окисление, обеднение подокалины легирующими элементами, порообразование в подокисном слое и др. К этому следует добавить недостаточность информации о взаимной растворимости окислов, о возможной степени дефектности реальных окислов, о закономерностях взаимодействия металла с окалиной, о характере миграций катионов и анионов в процессе реакционной диффузии и т.д. [c.12]

Обычный спектральный метод позволяет обнаруживать в отслоившейся окалине присутствие микролегирующих добавок. Метод Оже-спектро-скопии пригоден для изучения тонких окисных слоев. Он представляет большую ценность, так как позволяет изучать переходный слой между окалиной и металлом, который играет большую роль в механизме окисления, но исследован мало [21]. [c.25]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...