Окисление начальные стадии

Как происходит окисление Начальная стадия окисления стали — чисто химический процесс. Но дальнейшее течение окисления — уже сложный процесс, заключающийся не только в химическом соединении кислорода и металла, но и в диффузии атомов кислорода и металла через многофазный [c.449]

Как происходит окисление Начальная стадия окисления стали есть чисто химический процесс. Но дальнейшее течение окисления является уже сложным процессом, заключающимся не только в химическом соединении кислорода и металла, но и в диффузии атомов кислорода и металла через многофазный окисленный слой. При плотной окисной пленке скорость нарастания толщины окалины определяется скоростью диффузии атомов сквозь окалину, что, в свою очередь, зависит от температуры и строения окисной пленки. [c.320]

Рис. 25. Начальная стадия окисления алюминия во влажном кислороде при 25° С (логарифмический закон роста окисной пленки)

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]

На начальной стадии окисления чистого металла образуется компактная однослойная окалина, плотно прилегающая к окисляющемуся металлу. Этот процесс описывается во времени параболическим законом, что определяется диффузионным механизмом процесса. По мере протекания процесса толщина слоя окалины достигает определенной критической величины, при которой потеря металла на границе металл—окалина не компенсируется более пластической деформацией окалины. [c.74]

Рис. 83. Зависимость Ig = f /Т) для окисления магния / — прокатанного магния в кислороде 2 — литого магния в сухом воздухе (начальная стадия) и прокатанного магния в сухом воздухе 3 — литого магния в сухом воздухе (конечная стадия)

Обезжиривание 252, 253 Обесцинкование 28, 332—334 Обработка воды 278 сл. гидразинная 275, 276 добавлением ингибиторов 287 сл. добавлением щелочи 285 сл. котловой 284—288 силикатная 279 сульфитная 275, 291 удалением газов 285, 291 Окалина 188, 191, 203, 253 Окисление 188 сл. внутреннее 203 железа 204—206 катастрофическое 200 меди 202, 203 начальные стадии 189— 191 сплавов железа 204 сл. теория Вагнера 194— 196 уравнения 191—194 ускоренное 200 Оксидирование 246, 247 Оксиды металлов 192, 196, 199 Олово 239—241 [c.452]

Особенность начального образования оксида состоит в том, что из-за несовершенства поверхности отдельные зародыши располагаются на металле хаотично. Поскольку интенсивность и характер хемосорбции во многом определены ориентацией кристаллов, наличием кромок, пустот, дефектов на поверхности и т. д., предполагается, что хемосорбция является преобладающей в окислении металла в начальной стадии образования оксида, Число зародышей мало зависит от времени, а возрастает с повышением парциального давления кислорода-в окружающей среде. С повышением температуры число зародышей, приходящихся на единицу поверхности, убывает. Объясняется это увеличением поверхностной диффузии, что в свою очередь расширяет зародыши по размерам. После об-разования размещающихся хаотично на поверхности зародышей оксида окисление в дальнейшем идет путем роста отдельных кристаллов до тех пор, пока поверхность полностью не покрывается тонким оксидным слоем. Иногда такие дискретные зародыши и кристаллы оксидов могут образовываться даже после возникновения тонкой оксидной пленки [62]. Им часто отводят важную роль в общем процессе окисления металла. [c.46]

После начальной стадии окисления на поверхности металла продолжается рост оксидной пленки. От свойств непрерывно нарастающей оксидной пленки в ходе коррозии во многом зависят характер и скорость окисления металла, так как пленка является слоем, защищающим металлическую поверхность от непосредственного контакта с окружающей средой. [c.47]

Таким образом, диффузия кислорода в технологических покрытиях на начальных стадиях нагрева идет ускоренно по сквозным дефектам, а затем через расплав по объемному механизму. Окисление, загрязнение кислородом поверхности сплавов титана, ниобия может иметь место в результате взаимодействия покры- [c.176]

Начальная стадия окисления определяется адсорбцией и химическим взаимодействием газов с атомами на поверхности металла. [c.17]

Во время облучения одновременно протекает несколько реакций, но типы и скорости преобладающих реакций зависят от химической природы материала. Для многих пластиков и каучуков эффект сводится в основном к процессу вулканизации, характеризующемуся увеличением твердости, уменьшением растворимости и иногда увеличением прочности на начальной стадии облучения. Умеренное облучение этих материалов может оказаться полезным, но в конечном счете в радиационном поле они теряют прочность к растяжению, срезу, удару, теряют пластичность и наконец становятся хрупкими. Во время облучения часто происходит выделение газа. Другие материалы при облучении деградируют они размягчаются и становятся липкими или в конце концов рассыпаются в порошок. Кроме того, облучение делает многие органические материалы более чувствительными к окислению. [c.49]

Кинетика роста пленок зависит от стадий их формирования. На начальной стадии окисления образование первых слоев окисла происходит таким образом, чтобы решетка оксида приблизилась по своим параметрам к решетке исходного металла. На чистой поверхности металла образование первичной оксидной пленки происходит так, чтобы решетка оксида приближалась по своим параметрам к решетке исходного металла. Внешняя часть слоя заряжена отрицательно, а пограничный с металлом слой положительно. [c.14]

С ростом толщины пленки возникающие внутренние напряжения могут приводить к образованию трещин и скалыванию пленок и окисление опять будет происходить с начальных стадий. [c.14]

Таблица 3. Составы некоторых конструкционных сплавов и образующихся возможных на начальной стадии окисления (переходных) и устойчивых [74]

В режиме ИП функцию защиты от окисления и схватывания несут плотные слои адсорбированного ПАВ. Напомним, что ПАВ образуется в основном в начальной стадии трения при избирательном растворении продуктами деструкции анодных компонентов сплава [12]. Эти слои, переходя на катодную поверхность, блокируют ее, не допуская к ней молекулы кислорода. Одновременно они понижают прочность благодаря адсорбционному действию и облегчают диспергирование металла. При диспергировании образуются коллоидные частицы, которые втягиваются ДЭС в зону контакта и, разряжаясь, схватываются с металлом пленки. Схватывание из вредного явления становится полезным, поскольку предотвращает унос частиц и пополняет материал пленки. [c.14]

Лено [Л. 117, 118], что скорости реакций и соответствующие уравнения скорости окисления металла зависят от температуры, давления газовой среды, времени с начала реакции и технологии обработки поверхности. Контроль за увеличением толщины слоя окисла в начальной стадии процесса окисления можно осуществлять визуально, по изменению цветов побежалости [Л. 117] (см. табл. 4-14). Однако более достоверную информацию о формировании пленки во времени дает решение уравнений скорости окисления. Наиболее корректными с точки зрения описания предельных случаев окисления металлов, представляются параболические, линейные и кубические уравнения скорости роста пленки. [c.190]

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]

Структура слитка кипящей стали в продольном направлении представлена на рис. 109. При соприкосновении стали со стенками изложницы образуется тонкая плотная корочка без пузырей 1. Образующиеся при этом пузыри СО быстро удаляются в жидкий металл, толщина корочки 3—40 мм. Далее располагается зона сотовых пузырей 2, образующаяся в условиях роста дендритных кристаллов стали, главные оси которых направлены перпендикулярно к стенкам изложницы. Выделяющиеся при кипении стали пузыри СО растут между осями дендритов. Часть их успевает всплыть, а те, которые зародились тогда, когда уже в жидкой стали проросли дендриты, остаются зажатыми между осями дендритов, приобретая вытянутую форму от поверхности слитка к центру. Зона сотовых пузырей имеет высоту до 2/3 высоты слитка. В верхней части слитка сотовых пузырей нет, так как здесь газы успевают выделиться из металла. Кипение стали в изложнице искусственно прерывают, накрывая изложницу массивной крышкой или добавляя в головную часть раскисли-тели, которые подавляют кипение и облегчают быстрое образование слоя твердого металла. Верх слитка замораживается , давление внутри слитка возрастает и выделение пузырей СО прекращается, образуется зона плотного металла 3. Жидкий металл насыщается углеродом и кислородом, и, несмотря на более трудные условия, начинается выделение вторичных пузырей СО. Поскольку эти пузыри не могут подниматься вверх, они приобретают округлую сферическую форму 4. Такие же пузыри возникают и в центральной части слитка 5. В верхней части слитка вследствие повышенной загрязненности металла и всплывания пузырей образуется зона их скопления — головная рыхлость 6. Усадочная раковина в слитке кипящей стали не образуется. Ее объем распределяется по многочисленным газовым пузырям. В слитках кипящей стали благодаря перемешиванию металла поднимающимися пузырями СО не образуются крупные столбчатые кристаллы, поэтому кристаллическая структура таких слитков более однородная. Важным фактором получения качественного проката из кипящей стали является толщина корочки. При прокате корочка не должна разрываться и сотовые пузыри не должны открываться наружу, так как при этом окисляется их внутренняя поверхность. Окисленные поверхности пузырей не свариваются при прокатке и эту часть металла бракуют. Для увеличения толщины корочки сталь дополнительно окисляют либо перед разливкой, либо во время разливки, добавляя в изложницу материалы, насыщающие сталь кислородом. При этом начальная стадия кипения получается более бурной — корочка становится более толстой. [c.226]

На начальной стадии горячей коррозии происходит окисление элементов сплава и переход электронов от атомов металлов, [c.56]

Если пленка очень тонкая, что отвечает начальной стадии окисления, то первый член уравнения значительно меньше второго. Поэто- [c.47]

Как происходит окисление Начальная стадия окисления стали — чисто химический процесс. Но дальнейшее течение окисления — унсе слож- [c.339]

Предварительная деформация может влиять на окисление стали при температурах, не превосходяш,их температуру возврата или рекристаллизации. Установлено, что предварительная деформация металла несколько ускоряет окисление в его начальной стадии вследствие повышенной энергии металла и влияния на структуру образующейся первичной окисной пленки, а растягивающие напряжения увеличивают возможность протекания местной, в частности межкристаллитной, коррозии. [c.140]

Структура и состояние псверхности металлов незначительно влияют на ход газовой коррозии. Ш начальной стадии окисления несколько меньшус скорость коррозии имеют чисто обработанные металлы. [c.15]

Для относительно тонких защитных пленбк, образующихся на начальных стадиях окисления или при низкотемпературном окислении, показано, что [c.193]

Это уравнение называют логарифмическим. Соответственно, график, построенный в координатах у — g t + onst) или у — — Ig t (при t > onst) имеет вид прямой линии. Логарифмическое уравнение, впервые полученное Тамманном и Кестером [11], отражает поведение многих металлов (Си, Fe, Zn, Ni, Pb, d, Sn, Mn, Al, Ti, Та) на начальных стадиях окисления. Вначале справедливость этого уравнения ставилась под сомнение. Были сделаны попытки вывести уравнения на основе предположений о существовании специфических свойств оксидов, таких как наличие диффузионных барьеров и градиентов ионной концентрации и других. Эти предположения не получили экспериментального подтверждения. С другой стороны, было показано, что логарифмическое уравнение можно вывести из условия, 4TQ скорость окисления контролируется переходом электронов из металла в пленку продуктов реакции, причем эта пленка имеет пространственный электрический заряд во всем своем объеме (7, 12]. Преобладание заряда, обычно отрицательного, в оксидах вблизи поверхности металла, подобно электрическому двойному слою в электролитах, было установлено экспериментально. Таким образом, любой фактор, изменяющий работу выхода электрона (энергию, необходимую для удаления электрона из металла), например ориентация зерен, изменения кристаллической решетки или магнитные превращения (точка Кюри), изменяет скорость окисления, что и наблюдалось в действительности [13—15. Когда толщина пленки превышает толщину пространственно-заряженного слоя, определяющим фактором обычно становится скорость диффузии или миграции сквозь пленку. При этом начинает выполняться параболический закон, и ориентация зерен или точка Кюри перестают оказывать влияние на скорость окисления. Исходя из этого, можно сказать, что в начальной стадии оксидная пленка на металлах [c.193]

Хорошие защитные свойства имеет сплав железа с никелем. При взаимодействии оксидов железа с NiO образуется шпинель, чему соответствует стехиометрический состав NiFe04, а нестехио-метрический состав имеет формулу ЫьРез а 04. Здесь, в начальной стадии коррозии происходит, в основном, окисление железа, приводя к постепенному обогащению никелем границы раздела между сплавом и оксидом и тем самым подавляя образование FeO, а также усиливая возникновение шпинели. [c.66]

Другим важным средством повышения жаростойкости является обеспечение цостоянного химического состава покрытий. Известно, что химический состав защитного покрытия может измениться либо в результате взаимодействия с газовой средой, либо за счет взаимодействия с основным металлом. Химическое разрушение покрытия газами предотвращается при образовании сплошной газонепроницаемой пленки в пограничном слое покрытие—газ. Такой слой образуется, например, при нагревании на воздухе дисилицида молибдена [5], на поверхности которого в начальной стадии окисления образуется стекловидная пленка кремнезема, изолирующая силицид от газовой среды. Иногда для предотвращения миграции атомов газообразных окислителей на поверхность покрытия наносят тончайший слой стекловидного материала, обладающего высокой вязкостью [6]. Предотвратить же взаимодействие защищаемого материала с покрытием при высоких температурах практически невозможно. [c.20]

В работе [3] приведены результаты более подробных исследований как процесса силицирования молибдена, так и начальной стадии окисления его дисилицида при повышенных температурах там же высказаны предположения о процессе силицирования и механизме окисления Мо312. [c.305]

На начальной стадии окисления, при непосредственном доступе кислорода к поверхности дисилицида происходит реакция образования окислов компонентов (ЗЮа и УОз), которые образуют эвтектическое стекло, затрудняющее доступ кислорода к поверхности. Это приводит в дальнейшем к основной реакции преимущественного окисления кремния и образованию под окисной пленкой низшего силицида W6Siз. Скорость этой реакции при малых толщинах окисной пленки, по-видимому, зависит от скорости диффузии атомов кремния в решетках дисилицида и низшего силицида. Испарение окисла вольфрама приводит к изменению состава окисной пленки и к кристаллизации избытка ЗЮ2. [c.310]

На начальной стадии формирования покрытий в окисленной среде происходит окисление как покрытия (MoSia) с образованием вокруг частиц окисных пленок, так и поверхностного слоя подложки (Nb). Характер образующихся окислов определяет возможность формирования покрытия в воздушной или инертной среде. Для формирования напыленных покрытий на воздухе необходимо, чтобы окисные пленки, образующиеся на подложке, имели прочное сцепление с основой, а окисные пленки самого покрытия обладали способностью залечивать поры в покрытии. Учитывая эти требования к окисным пленкам, при нанесении покрытий из MoSij на ниобий необходимо было решить две задачи 1) придать поверхности ниобия способность образовывать при окислении прочно сцепленную с основой стеклообразную или кристаллическую окисную пленку, так как сами окислы ниобия не обладают хорошим сцеплением с основой 2) устранить пористость в покрытии. [c.109]

Поиск путей устранения газопроницаемости напыленных покрытий в настоящее время является предметом обсуждения многих исследователей. В работе [1] указываются такие методы, как спекание, пропитка, напыление термореагирующих порошков (NiAl), введение стеклообразных и легкоокисляющихся компонентов. Авторы отмечают, что введение стекловидного составляющего из полуколлоидного раствора обеспечивает создание стеклянной пленки на поверхности каждой частицы, что позволяет получать плотные газонепроницаемые покрытия. Однако этот метод является трудоемким и может создавать избыток стекла (10—20%). Нам представляется целесообразным изысканий условий получения стекол из исходных компонентов в процессе формирования покрытия, т. е. на начальной стадии высокотемпературного окисления. [c.109]

В начальной стадии испытания таких покрытий в окислительных средах при высоких температурах протекают сложные физикохимические процессы. Происходит окисление как покрытия Мо312—В с образованием легкоплавкого боросиликатного стекла (ЗЮг—В2О3), которое легко заполняют имеющиеся поры, так и поверхности борированных образцов из ниобия с образованием стекловидных боратных пленок. [c.111]

Отмечено два этапа окисления сплавов с эмалевыми покрытиями. На начальных стадиях нагрева окисление идет за счет кислорода, проникающего к поверхности сплавов из атмосферы через сквозные поры в неоплавленных покрытиях, а после оплавления последних — через тонкий слой силикатного расплава [1]. В случае жаростойких эмалей и других наплавленных покрытий диффузию атмосферного кислорода к сплавам замедляют твердые или весьма вязкие слои [2, 3]. Широкие возможности для исследования сопротивления покрытий диффузии атмосферного кислорода открывает метод изотопных индикаторов [4—5]. [c.173]

Близко к этому виду коррозии растрескивание в бурой дымящейся азотной кислоте, содержащей > 2 % N02- И в этом случае основной фактор разрушения — нарушение защитной оксидной пленки. При реакции активной поверхности со средами, обладающими сильными окислительными свойствами, вследствие большого экзотермического эффекта реакции окисления не ограничивается поверхностью, а распространяется на более глубокие слои. Интенсивность реакции и соответственно величина теплового эффекта настолько велики, что приводят не только к образоЕ нию хрупких оксиднЪ>х слоев, содержащих большое количество трещин и не способных затормозить дальнейшее окисление, но и вызывают воспламенение металла (пирофорная реакция). В начальной стадии на поверхности металла возникает осадок тонкодисперсного титана, в результате чего даже при небольших ударах или при трении может произойти взрыв. [c.85]

Почти все облученные образцы быстро потемнели, по-видимому, на начальной стадии облучения благодаря сопряженным эффектам ненасы-щенности. Образцы додекенилового ангидрида янтарной кислоты оказались в этом отношении менее чувствительными. Для изменения цвета образцов от желтого до красного необходим интегральный поток около 10 нейтрон см . При рассмотрении этих явлений следует иметь в виду побочные эффекты окисления на поверхности образцов. Взаимодействие между образовавшимися сопряженными двойными связями и кислородом, [c.60]

По-видимому, законом роста тонких оксидных слоев, которому следуют почти все металлы, является логарифмический — уравнение типа (6). Во всяком случае, большинство экспериментальных результатов, полученных на начальных стадиях окисления в области умеренных температур, и кинетика формирования оксидных слоев при низких температурах говорят в пользу этого предположения (модели Эванса, Мотта, Хауффе, Улига, Кофстада) [45, с. 57]. [c.43]

Эти простые термодинамические соображения могут быть распространены и на процесс окисления сплавов. На начальной стадии окисления сплава могут возникать любые оксидные частицы, удовлетворяющие условию термодинамического равновесия (8) (таблица 3). Было показано, что количество оксидных частиц каждого сорта, образующееся в ходе этого быстрого поглощения кислорода, примерно пропорционально концентрации оксидобразующих элементов у поверхности сплава [68, 69] (рис. 7). [c.20]

При всех значениях рабочей температуры и в отсутствии СО железохромистые сплавы окисляются со скоростью, близкой к параболической, и при содержании хрома >15% энергия активации и предэкспоненциальные члены хорошо согласуются с ожидаемыми значениями для обычной диффузии металлических атомов через окисел М2О3. В общем случае окислы типа М2О3 обладают большим сопротивлением окислению, чем структуры шпи-нельного типа. При определенных условиях окисления или специально подготовленной поверхности на сплавах с содержанием хрома немного более 15% преимущественно образуется окисел шпинельного типа. Это обычно наблюдается в тех случаях, когда начальная стадия окисления понижает содержание хрома в поверхностных слоях металла или когда первоначальная защитная [c.33]

В ряде случаев при высоких температурах можно наблюдать, что параболическое окисление сочетается с линейным. При этом скорость реакции окисления в начальной стадии характеризуется процессами, протекаюидими на границах раздела в соответствии с линейными закономерностями. Последующее окисление носит диффузионный характер и подчиняется параболической закономерности, которая описывается соотношением [c.191]

Защитные свойства окапинн во многом зависят от условий ее формирования на начальной стадии окисления, поэтому величина живучести и долговечности нагревателей определяется не только режимом микролегирования при выплавке, но и технологией термической обработки проволоки как в процессе передела, так и в конечном размере. [c.128]

В связи со значительным влиянием (FeO) становится понятным н существенное влияние основности шлака на процесс избирательного окисления углерода и хрома. Повышение основности шлака ( a0+Mg0)/Si02 до 1,8—2,0 (особенно в начальных стадиях плавки) позволяет достичь минимального коэффициента распределения хрома. Естественно, что для обеспечения высокой основности шлака нельзя признать целесообразным ввод большого количества извести, более оправданным является снижение содержания кремния в шихте и исключение подогрева металла за счет дополнительного расхода ферросилиция. [c.64]

Карбид титана обладает сравнительно высокой стойкостью против окисления. Интенсивное окисление Ti начинается при температурах выше 1100 С (табл. 17) [77]. При окислении карбвда титана на Начальной стадии образуется твердый раствор Ti -TiO, который препятствует дальнейшему окислению. При температурах свьш1е ИОО С кислород диффундирует через слой твердого раствора, образуя TiO [78]. [c.54]

На основании изложенного можно сделать вывод, что с точки зрения теории проблема создания жаропрочных титановых сплавов еще находится в начальной стадии. Особенно это относится к возможности создания на титановой основе жаропрочных с 1лавов для температур выше 550—600° С. Серьезным препятствием для разработки сплавов является низкое сопротивление титана окислению и его возрастаю1цая по мере повышения температуры способность к нзанмодействпю с кислородом и водородом. Для защиты титана от взаимодействия с газами при высоких температурах наряду с легированием должны найти применение и защитные покрытия, например эмали, а также химикотермические методы обработки поверхности. [c.23]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...