Линейный закон роста пленки

Рассмотрим случай, когда пленки не образуют сплошного и плот­ного слоя (V_ок/V_ме < 1), не являются защитными, и окисляющий газ может свободно проникать через них к поверхности металла и вступать с ним в химическую реакцию. Схе­матически такой процесс представлен на рис. 3.9.

Скорость реакции в этом случае не зави­сит от толщины пленки и может быть выра­жена уравнением:

где h — толщина пленки на металле; τ — время коррозии металла; к_с —константа ско­рости химической реакции; Со — концен­трация окислителя на поверхности металла. После разделения переменных и инте­грирования получим:

где Κ₁ = k_С Со — величина, постоянная для данной концентрации окислителя; А_h — постоянная интегрирова­ния, численно равная толщине пленки перед опытом.

В большинстве опытов значение постоянной А_h близко к нулю, и тогда уравнение (3.14) принимает вид:

Таким образом, рост пористой (незащитной) пленки контролиру­ется скоростью химической реакции окисления (кинетический кон­троль) и протекает во времени по линейному закону.

Линейный закон наблюдается при высокотемпературном окисле­нии на воздухе щелочных и щелочноземельных металлов, а также металлов, оксиды которых возгоняются при высоких температурах (например, вольфрам, молибден). В качестве примера на рис. 3.10 приведены экспериментальные кривые окисления магния.

Дата добавления: 2014-01-03