Физико-химические процессы в технологии машиностроения. Стекольников Ю.А - 18 стр.

нили появление на металлах оксидных пленок при низких температурах, когда
диффузия практически отсутствует. Утолщение пленки до нескольких десятков
нанометров приводит к резкому снижению градиента электрического потенциала,
и энергия поля оказывается недостаточной для роста оксидного слоя. Процесс
окисления прекращается. Дальнейшее окисление возможно только при более вы-
соких температурах, когда определяющей становится термодиффузия.
       Первоначально возникающая на поверхности металла оксидная пленка имеет
ту особенность, что ее структура испытывает определенное ориентирующие дейст-
вие поверхностных атомов подложки, Явление ориентационного и размерного соот-
ветствия вновь образующейся кристаллической фазы на поверхности старой полу-
чило название эпитаксии. Так, П. Д. Данков с сотрудниками установили, что при
окислении железа ориентационное соответствие выполняется при образовании FeO,
Fe304 и γ - Fe203 на α – Fe; Fe304 на FеО, γ Fe203 нa Fe304. Эпитаксиальное соответст-
вие определяет легкость образования новых кристаллических структур не только с
чисто геометрической стороны, но и с энергетической, т.е. отвечает принципу наи-
меньшей затраты энергии при образовании новой решетки.
      По мере утолщения оксидного слоя действие ориентационных сил ослабевает
и оксид стремится принять стабильную для данных условий структуру. Как правило,
в атомных слоях окалины наблюдается неоднородность по химическому составу:
содержание металла в направлении к наружней поверхности падает, а кислорода —
растет. Так, на железе и стали при длительном окислении выше 850°К обнаружива-
ются макроскопические слои различного фазового состава в последовательности:
Fe→FeO→Fe304→γ Fe203→ α Fe203. С ростом температуры определяющим процес-
сом формирования оксидных слоев является диффузия. Диффузия в твердых телах,
в которых существует дальний порядок в расположении частиц, имеет некоторые
отличительные особенности. Она может протекать по следующим механизмам (рис.
3):
      1)                2)                3)




     Рис. 3. Три механизма диффузии в кристаллической решетке: 1 – обменный; 2-
междоузельный; 3 – вакансионный.
    1)обмен ионов или атомов местами;
    2) перемещение по междоузлиям;
    3) движение по вакансиям.
     Первый механизм связан с большими энергетическими затруднениями и по-
этому маловероятен. Второй и третий механизмы более вероятны, так как обуслов-
лены наличием реальных дефектов в кристаллах (дефекты по Френкелю и Шоттки).

                Влияние внешних и внутренних факторов на скорость
                                химической коррозии
      Внешними называют факторы, связанные с составом коррозионной среды и
  условиями протекания коррозии (температура, давление, скорость движения среды