Встречная диффузия - ион - металл
Cтраница 1
Встречная диффузия ионов металла и кислорода протекает в электрическом поле. Это означает, что уравнения кинетики и ее основные константы могут быть выведены, исходя из электрических параметров и закономерностей: величин ионной и электронной проводимости, чисел переноса ионов и электронов, закона Ома. [1]
 |
Схема ионно-электронного механизма высокотемпературного окисления. [2] |
В соответствии с ионно-электрон-ной теорией окисления, разработанной Вагнером, в оксидной пленш протекает встречная диффузия ионов металла и кислорода. При этом поверхность металла является анодной и на ней протекает реакция ионизации атомов металла. Электроны перемещаются с большей скоростью; диффузия же ионов металла протекает в результате перемещения либо по дефектным местам кристаллической решетки оксида, либо по ее междоузлиям. [3]
Рост пленки в процессе окисления возможен: на внешней поверхности, при диффузии ионов металла и электронов через пленку наружу, где они взаимодействуют с атомами окислителя ( кислорода); на границе между пленкой и металлом, в результате взаимодействия с окислителем, продиффундировавшим через пленку; внутри пленки при встречной диффузии ионов металла и окислителя, протекающей с соизмеримыми скоростями. [4]
Рост пленки в процессе окисления возможен: на внешней поверхности, при диффузии ионов металла и электронов через пленку наружу, где они взаимодействуют с атомами окислителя ( кислорода); на границе между пленкой и металлом, в результате, взаимодействия с окислителем, продиффундировавшим через пленку; внутри - пленки при встречной диффузии ионов металла и окислителя, протекающей с соизмеримыми скоростями. [5]
В процессе окисления стали горячими топочными газами или паром на ее поверхности образуется пленка окислов, которая может препятствовать дальнейшему развитию коррозии. Атомы газа в результате диффузии через окисную пленку проникают к металлу. Одновременно происходит встречная диффузия ионов металла к наружной поверхности окисной пленки. Чем толще пленка, тем больше расстояние нужно пройти ионам кислорода и металла и тем медленнее нарастает ее толщина. В тех случаях, когда пленка окисла получается рыхлой или в ней имеется много трещин, она не обладает хорошими защитными свойствами, и коррозия металла с течением времени не замедляется. [6]
В процессе окисления стали горячими топочными газами или паром на поверхности детали образуется пленка оксидов, которая может препятствовать дальнейшему развитию коррозии. Атомы диссоциированных молекул газа проникают к металлу в результате диффузии через оксидную пленку. Одновременно происходит встречная диффузия ионов металла к наружной поверхности пленки. Чем толще пленка, тем большее расстояние нужно пройти ионам кислорода и металла и тем медленнее нарастает ее толщина. В тех случаях, когда пленка оксида получается рыхлой или в ней имеется много трещин, она не обладает защитными свойствами и коррозия металла с течением времени не замедляется. [7]
В процессе окисления стали горячими топочными газами или паром на ее поверхности образуется пленка оксидов, которая может препятствовать дальнейшему развитию коррозии. Атомы газа в результате диффузии через оксидную пленку проникают к металлу. Одновременно происходит встречная диффузия ионов металла к наружной поверхности оксидной пленки. Чем толще пленка, тем большее расстояние необходимо пройти ионам кислорода и металла и тем медленнее нарастает ее толщина. В тех случаях, когда пленка оксида получается рыхлой или в ней имеется много трещин, она не обладает хорошими защитными свойствами, и коррозия металла с течением времени не замедляется. [8]
В процессе окисления стали горячими топочными газами или паром на поверхности детали образуется пленка оксидов, которая может препятствовать дальнейшему развитию коррозии. Атомы диссоциированных молекул газа проникают в металл в результате диффузии через оксидную пленку. Одновременно происходит встречная диффузия ионов металла к наружной поверхности пленки. Чем толще пленка, тем большее расстояние нужно пройти ионам кислорода и металла и тем медленнее нарастает ее толщина. В тех случаях, когда пленка оксида получается рыхлой или в ней имеется много трещин, она не обладает защитными свойствами, и коррозия металла с течением времени не замедляется. [9]
Так как анодное растворение никеля сопровождается большой поляризацией, то уже при малой плотности тока ( рис. 105, участок АБ) наблюдается электрохимическое образование закиси никеля NiO. Адатомы никеля, участвующие в образовании окисной пленки, не теряя связи с кристаллической решеткой металла, обусловливают тем самым прочное сцепление фазовой пленки с металлом и со - гt Б здают надежную изоляцию его от электролита. Из-за трудности встречной диффузии ионов металла и кислорода в пленке происходит дальнейшее самоторможение образования пленки, толщина ее достигает лишь нескольких молекулярных слоев. Образовавшаяся окисная пленка обладает некоторой устойчивостью и после устране - ( ния причин, вызвавших ее появление. Это отчетливо наблюдается при снятии поляризационной кривой в обратном направлении. [10]
Изучая структуру и характер образования продуктов коррозии на стали в атмосферных условиях, некоторые исследователи пришли к выводу, что новые слои могут образоваться не только на поверхности, но и в толще ранее образовавшегося слоя. В результате происходит расслоение продуктов коррозии в плоскости, параллельной поверхности стали, что отрицательно влияет на защитные свойства возникающих пленок и приводит к ускорению разрушения металла. Такой послойный механизм образования новых продуктов коррозии объясняется встречной диффузией ионов металла кислорода и воды через ранее образованные слои. Место их формирования зависит от степени увлажнения защитной пленки и продуктов коррозии. [11]
Ее примером может быть окисление металла кислородом воздуха при повышенных температурах. В большинстве случаев на поверхности металла образуется пленка твердого продукта коррозии, например, окисей, после чего скорость коррозии определяется, как правило, скоростью диффузии активных атомов или молекул среды или же встречной диффузии ионов металла и электронов через такую пленку. [12]
Адсорбировавшиеся из газовой фазы молекулы кислорода диссоциируют на внешней поверхности оксида. Атомы кислорода, принимая электроны, движущиеся от поверхности металла, превращаются в ионы О2 -, которые начинают диффундировать навстречу ионам металла. Таким образом, внешняя поверхность пленки, на которой кислород принимает электроны, является катодной поверхностью. Следовательно, встречная диффузия ионов металла и кислорода протекает в электрическом поле и кинетические уравнения, приведенные в предыдущем разделе, могут быть выведены, исходя из чисто электрических параметров и закономерностей: величин ионной и электронной проводимости, чисел переноса ионов и электронов, закона Ома. [13]
Страницы: 1