Параболический закон роста пленок

Параболический закон окисления металлов впервые был уста­новлен Г. Тамманом для случая взаимодействия серебра с парами йода.

Если на поверхности металла образуется сплошная защитная пленка (V_0K/Vmq > 1), то процесс коррозии во времени будет замедляться. На скорость коррозии будет влиять диффузия компонента через слой пленки и в этом случае следует воспользоваться уравнением Фика:

где К _Д — коэффициент диффузии.

Если принять, что в процессе окисления устанавливается стаци­онарный режим диффузии, т.е. не происходит накопления диффундирующего

вещества в каком-либо сечении пленки, то производную можно заменить соотношением:

где Со — концентрация кислорода на внешней поверхности пленки на границе с воздухом; С₁ — концентрация кислорода на внутренней поверхности пленки на границе с металлом.

Тогда скорость коррозии на единицу площади сечения будет равна:

Если внутренняя диффузия лимитирует скорость всего процесса, то весь кислород, достигший металла, успевает вступить в реакцию и С₁ → 0. Тогда:

После интегрирования
получим

В этом уравнении

Уравнение (3.20) характеризует
параболический закон роста пле­нок.

В качестве примера на рис. 3.11 приведены экспериментальные зависимости скорости окисления железа при различных температу­рах.

Параболический закон роста оксидной пленки за исключением начальных участков, наблюдается при окислении вольфрама, меди, железа, никеля, а также при образовании галогенидных пленок на серебре.

Дата добавления: 2014-01-03