表面,形成物理吸附;然后氧分子通过捕获电子发生解离, 成为结合紧密的化学吸附。由于金属表面点阵缺陷露头处对氧有更大的吸附能力,因而氧化物会在这些地方优先形核,增加氧压和适当地提高温度都有利于形核和长大,使金属能够更快的形成连续性膜。在氧化膜极薄时,还不具有保护性,由界面反应控制氧化速率;当氧化膜不断变厚时,扩散过程将逐渐成为控制因素。 6 第1章绪论 1.3.2关于金属氧化的动力学分析金属氧化动力学是以金属的氧化速率为对象进行研究。通常用金属单位面积增重AW或者氧化膜随时间变化的厚度增加来描述,不同金属的氧化动力学曲线规律也不尽相同。(1)直线规律在氧化时,若无法产生保护性膜,或反应中生成的气、液相产物难以附着在金属表层,则增重与时间成正比,随氧化时间增加,金属氧化愈加严重。即: △W=kt+C (1.1) 尼:婴,为氧化的线性比例常数;f为氧化时间;c为常数。K、Na、Mg df 等活泼性极强的金属在高温氧化时都符合直线规律。所有金属氧化的初始阶段也都符合这种规律,该阶段不形成连续氧化膜,氧化速率由气体的吸附过程控制。(2)抛物线规律当表层结成连续、致密的氧化膜以后,大多数金属和合金的氧化动力学规律则会符合抛物线规律。而氧化速率则反比于氧化增重或氧化膜厚度,即表现为伴随着时间的延长,氧化膜厚度不断增加,而金属氧化的速率则越来越小。 dy/dt=k。/y (1.2) Y2=kpf+C (1.3) k。为抛物线速率常数;C为积分常数。理想条件下,氧化物层较为致密、完整,扩散过程控制氧化的速率。Fe、Ni、Cu、co等高温氧化通常符合抛物线规律。(3)对数和反对数规律部分金属在较低温度条件下的氧化动力曲线符合对数或反对数规律。对数关系和反对数规律的关系式分别如式。 Y=毛lIl(乞f+恕) (1.4) 1/Y=k4一k5 Int (1.5) ki(江1,2,3,4,5)为常数。
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