Поверхностное окисление интерметаллидов и гидридов интерметаллидов по рентгеноэлектронным данным

• Автор: Фидлер, Райнер
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 164 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕЩЕНИЕ

ГЛАВА I. ПОВЕРХНОСТНОЕ ОКИСЛЕНИЕ БИНАРНЫХ СПЛАВОВ

обзор

1.1. Теория окисления металлов и сплавов

1.2. Сплавы железа

1.3. Сплавы никеля

1.4. Сплавы меди

1.5. Силициды и сплавы кремния

1.6. Другие бинарные сплавы

1.7. Некоторые закономерности процесса поверхностного окисления бинарных сплавов ,

ГЛАВА П. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Основы рентгеноэлектронной спектроскопии
2.2. Проведение количественного анализа
2.3. Описание рентгеноэлектронного спектрометра
0
2.4. Подготовка образцов и съемка спектров
ГЛАВА Ш. КИНЕТИКА ПОВЕРХНОСТНОГО ОКИСЛЕНИЯ ИНТЕРМЕТАЛ
лидов ИГ Со и ИГг СоЮ
31. Окисление интерметаллида И С0
3.2. Окисление интерметаллида ИГ2 СоIII
Стр.
3.3. Кинетика поверхностного окисления
3.4. Окисление кобальта и гафния
ГЛАВА У. КИНЕТИКА ОКИСЛЕНИЯ ГИДРИДОВ ИНТЕРМЕТАЛЛИДОВ
ЦИРКОНИЯ И ГАФНИЯ С НИКЕЛЕМ И КОБАЛЬТОМ
4.1. Окисление никельсодержащих гидридов
4.2. Окисление кобальтсодержащих гидридов
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


При этом оказывается, что кинетика роста слоев взаимосвязана и для описания удобно использовать матричный формализм. В работе пЗ на примере окисления циркония разработано теоретическое описание кинетики окисления металлов с учетом различия удельных плотностей металла и окисла, а также растворения кислорода в металле. Окисление сплавов. По сравнению с чистыми металлами теория окисления сплавов, содержащих по крайней мере два различных компонента, должна охватывать ряд дополнительных факторов и параметров. Компоненты сплавов обладают неодинаковым сродством к кислороду и диффундируют в окисле и в сплаве с различными скоростями. В результате этого окисная пленка содержит компоненты в иной пропорции, чем сам сплав и более того, распределение компонентов по глубине образца может изменяться с ходом реакции. Все разработанные до настоящего времени кинетические теории окисления сплавов, кроме, может быть, работ , базируются на модельных предположениях Вагнера см. Рост окисла определяется диффузией компонентов через окисел, причем предполагается, что на границах окисел сплав и окисел газ компоненты окисла находятся в локальном термодинамическом равновесии со сплавом и с окислительной атмосферой соответственно. В работе З выведены условия, при которых должно наблюдаться начальное образование с продолжением стабильного роста непрерывной пленки окисла ВО на сплаве АВ. Более общему случаю посвящена работа к3 . Там проанализированы условия не только роста
сплошного окисла ВО, но и роста пленки на поверхности с одновременным образованием ВО внутри сплава и образованием ВО только внутри сплава. АО, Уд и атомный объем металла А и молекулярный объем окисла соответственно. Уравнение 1. В последнее время на основе идей, сформулированных Вагнером в работе созданы сложные математические модели, позволяющие рассчитывать распределение катионов в окалине, образующейся на бинарном сплаве. Расчеты могут быть проведены только с использованием современных ЭВМ. Характерной чертой результатов проведенных расчетов является то, что профиль оказывается функцией приведенной глубины ХХ0, где Х0 полная толщина окисла. С течением реакции окисления профиль только вытягивается вдоль пленки окисла, тогда как отношение компонентов на границах с газом и со сплавом остается неизменным. В работе Смирнова к в рамках упрощенной модели, основной характерной чертой которой является зависимость коэффициентов
диффузии от состава окисла, рассматривается процесс окисления бинарных сплавов. В рамках этой модели предполагается, что после реакции соединения атомов металла с кислородом, первые настолько сильно связываются с положением равновесия в решетке окисла, что больше не могут покидать свои места. На основе результатов проведенных расчетов показано, что кинетика окисления сплава может отличаться от параболической, даже если отдельные чистые компоненты окисляются в соответствии с законом 1. При этом скорость окисления сплава может быть меньше скорости окисления чистых компонентов. В работах Г1З, проведено численное моделирование процесса формирования окисных пленок на сплавах железо хром для случая, когда лимитирующей стадией является перенос ионов в окисной пленке. При решении уравнений переноса учитывалось действие градиентов концентрации и электростатического поля, а также влияние химических реакций внутри окисной пленки. Показано, что результаты расчета позволяют получать близкое к реальному распределение фаз в окисной пленке. При низких давлениях кислорода поверхность окалины обогащена хромом, а при высоких окислом железа. Характер распределения компонентов в окисной пленке может быть также объяснен на основе результатов работы . В этой работе исследовалось распределение катионов по толщине плоского образца, помешенного в стационарный градиент кислорода. Показано, что первоначально однородное распределение компонентов, окислы которых бесконечно растворимы друг в друге, существенно не изменяется. Компонент, имеющий больший коэффициент диффузии накапливается на поверхности образца со стороны большего давления кислорода.