Физико-химические процессы в технологии машиностроения. Стекольников Ю.А - 17 стр.

      Защитные свойства пленки определяются рядом факторов, из которых сплош-
ность является необходимым, но недостаточным условием. Оксидная пленка долж-
на иметь хорошее сцепление с основой, с металлом и быть достаточно эластичной,
прочной. Коэффициенты термического расширения металла и оксидной пленки
должны быть близки по величине, чтобы не происходило растрескивание пленок.
Оксидная пленка должна обладать высокой коррозионной стойкостью.
      Для характеристики сплошности оксидных пленок используют соотношение
Пиллинга—Бедвортса.
            VОКС
     Если         1 , то пленка может быть сплошной. В этом отношении V0KC —
            VMe
объем соединения металла с кислородом (или другим окислителем); VMe— объем
металла, израсходованного на образование V0KC. Это отношение можно рассчитать
по формуле:

                        VОКС MОКС pMe
                            
                        VMe mpОКСAMe ,                       (8)



      где Мокс — молекулярная масса оксида; АМе — атомная масса металла; ρокс —
плотность оксида; ρМе — плотность металла; m — число атомов металла в оксиде.
     Достаточно хорошими свойствами могут обладать пленки, удовлетворяющие
                V ОКС
условию 2,5 >            1 . Значения указанного соотношения для некоторых оксидов
                 V Me
таковы: К20 — 0,48; А1203 — 1,31; Сг203 — 2,02; FeO — 1,71; Fe203 — 2,14; Fe304 —
2,14; Mo03 — 3,45; W03 - 3,36.

                             Механизм химической коррозии
      В механизме процесса значительную роль играют природа реагентов, их фи-
зическое состояние, в том числе степень дисперсности и степень дефектности твер-
дых фаз, давление газообразной среды и температура.
      При окислении чистой поверхности металла в атмосфере воздуха первопри-
чиной всех явлений в граничном слое следует считать адсорбцию кислорода. Так
как кислород сильный окислитель, то эта адсорбция даже при низких температу-
рах носит химический характер, т.е. сопровождается разрывом связи в молекуле
кислорода и ионизацией образовавшихся атомов:
      О2(г) = О2(адс);
      О2(адс) = 2О(адс).
      О(адс) + ē(Ме) = О-(адс)
      В результате этого на поверхности металла появляется слой отрицательно
заряженных ионов, прилегающий к катионному слою. В пределах граничного
слоя возникает градиент электронного потенциала, достигающий 107 В/Ом.
      Действием сильного электрического поля Мотт и Кабрера впервые объяс-