Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Пленки на поверхности металлов





Законы роста пленки

Поверхностная пленка, которая образуется на металле, опреде­ляет его коррозионную устойчивость в агрессивной среде. Пленки классифицируют в зависимости от их толщины. Различают:

• тонкие (невидимые) пленки толщиной от мономолекулярного слоя до 40 нм;

• средние пленки (видимые благодаря интерференционному ок­рашиванию как цвета побежалости), имеющие толщину 40-500 нм;

• толстые (видимые) пленки толщиной более 500 нм.

Толщина образуемых пленок во многом определяется условиями окисления. В табл. 3.2 приведены данные значений толщины пленок и оксидных слоев на железе в зависимости от условий их образования.

Таблица 3.2

Значения указанного соотношения для некоторых оксидов ме­таллов приведены в табл. 3.3. На основании данных таблицы можно определить металлы, оксиды которых не образуют сплошной пленки.

Продукты коррозии, которые образуются на поверхности метал­ла, могут тормозить дальнейший процесс коррозии.

Одним из основных условий, характеризующих эту способность, является сплошность получаемой пленки.

Критерий сплошности впервые был сформулирован Пиллингом и Бедворсом. Условие сплошности выполняется тогда, когда молеку­лярный объем химического поверхностного соединения (например, оксида) больше объема металла, израсходованного на образование молекулы оксида. Соотношение объемов образованного оксида и ис­ходного металла может быть легко подсчитано.

Предположим, что окисляется 1 грамм-атом металла. Его объ­ем можно определить по формуле:

где AMe — атомная масса
металла; ρ Me — плотность металла. Объем полученного оксида будет равен:


где Мок — молекулярная масса оксида; n — число атомов металла в молекуле оксида; ρ ок — плотность оксида.

Соотношение между объемом оксида и объемом металла:


Очевидно, что при Vок/Vме > 1 образуется сплошная пленка, при Vок/Vме < 1 пленка не получается сплошной.

Таблица 3.3


Значения указанного соотношения для некоторых оксидов ме­таллов приведены в табл. 3.3. На основании данных таблицы можно определить металлы, оксиды которых не образуют сплошной пленки.

Пример. Металлы К, Na, Li, Ca, Sr, Mg, Baпредставители щелочных и щелочноземельных металлов, — имеют отношениеVок/Vме < 1. По условию сплошности Пиллинга и Бедворса они образуют рыхлые пористые пленки.

Сплошность пленки является необходимым, но недостаточным условием для проявления защитных свойств. Реально, когда Vок/Vме > 1, может происходить такое возрастание внутренних на­пряжений, которое приводит к вспучиванию и отслаиванию пленки, что снижает ее защитные свойства.

Ориентировочно можно считать, что достаточно хорошими за­щитными свойствами обладают пленки на металлах, удовлетворяю­щие условию:



Дополнительными условиями, обеспечивающими защитные свой­ства пленки, являются их хорошая адгезия к металлу и физико-химические свойства. Так, например, при окислении меди при 500 ° С образуется пленка, которая легко отслаивается от металла. Поэтому медь не используется как жаростойкий материал.

Поверхностная пленка должна быть прочной, эластичной и иметь близкий с основным металлом коэффициент термического расшире­ния.

 





Дата добавления: 2014-01-03; Просмотров: 974; Нарушение авторских прав?


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2020) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.002 сек.