Окисление жидких сплавов на основе кремния, германия, олова и свинца

• Автор: Талашманова, Юлия Сергеевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 123 с. : ил.

Содержание
Введение.

Глава 1. Современное состояние вопроса.

1.1. Общие сведения о процессах окисления металлов.

1.2. Окисление твердых металлов и сплавов

1.3. Окисление жидких металлов и сплавов

1.4. Влияние внутренних и внешних факторов на скорость окисления

металлов.

1.4.1. Зависимость скорости окисления от давления кислорода

1.4.2. Влияние температуры на скорость окисления металлов и сплавов

1.4.3. Влияние состава газовой среды

1.4.4. Влияние примесей на скорость окисления металлов .
1.4.5. Влияние кристаллографической ориентации металлической поверхности.
1.5. Теоретические основы процессов окисления металлов и сплавов
1.5.1. Линейный закон окисления
1.5.2. Параболический закон окисления.
1.5.3. Логарифмический закон окисления
1.6. Методы изучения роста оксидных слоев.
1.7. Современное состояние вопроса по изучению окисления металлов и сплавов в жидком состоянии.
Глава 2. Методика эксперимента
Глава 3. Окисление чистых металлов и полупроводников в жидком
состоянии
3.1. Окисление германия
3.2. Окисление олова .
3.3. Окисление свинца.
3.4. Выводы по главе 3 .
Глава 4. Окисление жидких сплавов на основе кремния и германия .
4.1. Окисление сплавов кремния с медью
4.2. Окисление сплавов германия с медью
4.3. Окисление сплавов германия и кремния с серебром
4.4. Окисление сплавов германия с алюминием.
4.5. Окисление сплавов германия со свинцом
4.6. Окисление сплавов германия с висмутом
4.7. Окисление сплавов германия с никелем и железом.
4.8. Некоторые закономерности окисления расплавов на основе кремния и германия.
4.9. Выводы по главе 4 .
Глава 5. Окисление бинарных расплавов на основе олова.
5.1. Окисление расплавов олова с медью
5.2. Окисление расплавов олова с серебром.
5.3. Окисление расплавов олова со свинцом.
5.4. Окисление расплавов олова с висмутом
5.5. Окисление расплавов олова с железом, кобальтом и никелем .
5.6. Некоторые закономерности окисления расплавов на основе олова
5.7. Выводы по главе 5 .
Глава 6. Окисление бинарных расплавов на основе свинца
6.1. Окисление расплавов свинца с медью
6.2. Окисление расплавов свинца с серебром.
6.3. Окисление расплавов свинца с палладием
6.4. Некоторые закономерности окисления расплавов на основе свинца
6.5. Выводы по главе 6
Выводы.
Библиографический список.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Личный вклад автора в получение изложенных в диссертации результатов существенен на стадиях планирования и постановки эксперимента, обработки экспериментальных данных, оформлении литературного обзора и результатов эксперимента. Глава 1. Процесс окисления металлов и сплавов это гетерогенный процесс, реагирующие компоненты системы находятся в разных фазах, и реакции протекают на границе их раздела. Если рассматривать общее химическое уравнение реакции между металлом и газообразным кислородом, приводящей к образованию оксида металла, т. Однако течение реакции и характер окисления металла могут зависеть от ряда факторов, усложняющих механизмы реакции 1. Процесс окисления от начала реакции до образования оксидной пленки протекает в несколько стадий. К ним относятся перенос молекул из объема газовой фазы к поверхности металла, адсорбция газа и химическая реакция на границе раздела фаз, перенос с поверхности металла в объем, определяющий перераспределение кислорода 2. Адсорбция и начальное образование оксида зависят от кристаллографической ориентации поверхности, наличия дефектов кристаллов на поверхности, способа ее подготовки и присутствия примесей в металле и газе. Образовавшийся слой оксида на поверхности, в свою очередь, разделяет металл и газ. На поверхности, покрытой плотной пленкой, реакция может продолжаться только посредством диффузии реагентов через пленку. Металлы могут образовывать пористую окалину, которая сама по себе не является для реагентов диффузионным барьером. В подобных случаях реакция может лимитироваться процессами, протекающими на границах раздела фаз. При высоких температурах оксиды могут быть также жидкими или летучими. Отличие в кинетике роста оксидных пленок на жидких металлах и сплавах заключается в различной адсорбции кислорода на жидком и твердом металлах. Возможны также изменения в энергетических затруднениях при переходе границы раздела металлоксид. Остальные этапы этого процесса аналогичны при окислении как твердого, так и жидкого металла 2,. Реакции в твердом состоянии происходят между совершенными кристаллическими решетками, в которых перемещения возможны лишь на небольшие расстояния, и в которых присутствие внутренних несовершенств обусловленных примесями, дефектов решеток вакансий, дислокаций имеет большое значение, так как влияет на поверхностную активность . Эксперименты показали, что несовершенные кристаллы обладают большей реакционной способностью, чем совершенные. Кроме того, слой продуктов реакции располагается между реагирующими поверхностями и пассивирует первые точки контакта исходных веществ. Поэтому для реакции необходимо, чтобы один из реагирующих компонентов проник через уже образовавшийся слой продуктов реакции, каким бы тонким он ни был. Таким образом, процесс зависит от механизма диффузии. Первой стадией взаимодействия металлов с коррозионной средой является адсорбция окисляющего компонента среды О2, Н2О, СОь г, С2 на поверхности металла. Сопоставление тепл от образования оксидов и адсорбции кислорода на металлах указывает на химическую природу связи между адсорбентом и адсорбатом в большинстве случаев за исключением Рс и Р, т. Ь С2г. Мта. С.. Связь, возникающая между кислородом и поверхностными атомами металла, чисто ионная металл отдает атому кислорода два электрона. Она значительно сильнее, повидимому, за счет энергии поляризации, так как атом кислорода испытывает действие поля, создаваемого нижележащими атомами металла 1,. Выбор адсорбционных центров при адсорбции окислителя определяется расположением атомов металла на поверхности и зависит, таким образом, от кристаллографической ориентации поверхности. Для каждого типа кристаллической плоскости наблюдается наиболее вероятная конфигурация адсорбционного слоя, соответствующая требованиям геометрической природы и количеству связей, реализуемых между металлом и окислителем. После насыщения поверхности металла хемосорбированным окислителем, что происходит практически мгновенно и приводит к образованию монослоя окислителя, при низких температурах может иметь место и физическая адсорбция молекул окислителя за счет вандерваальсовых сил поверх хемосорбированного слоя рисунок 1.