瑪鋼管件金屬氧化反映氧化膜的形成

瑪鋼管件金屬氧化反映氧化膜的形成

盡管△G—T曲線說明，隨著溫度的升高，大多數(shù)氧化物的生成自由能增大，穩(wěn)定性降低。但是，溫度升高時(shí)，金屬表面的氧化膜注往增厚，這說明了氧化動(dòng)力學(xué)的重要性。

氧化層的厚度對(duì)氧化動(dòng)力學(xué)有較大影響。通常，厚度不大于1μm的氧化層稱為氧化膜，而厚度超過1μm的氧化遣則稱為氧化皮。有時(shí)，也使用氧化皮一詞來表示在強(qiáng)氧化性條件所形成的肉眼可見的厚氧化層，而氧化膜則指在形成氧化皮之前的不可見的氧化層。不過，按可見性來分類是不嚴(yán)格的，因?yàn)橛捎诠獾母缮孀饔?，薄膜常常是可見的?/span>

在絕對(duì)清潔的金屬表面，氧化的第一階段是氧的化學(xué)吸附。吸附在金屬表面的氧分子，解離成原子，然后與相鄰的金屬原子共有電子，這一過程進(jìn)行得很迅速。一些金屬原子運(yùn)動(dòng)而進(jìn)入吸附原子面，結(jié)果就形成了極穩(wěn)定的、牢固附著在金屬表面的連續(xù)原子層。氧化膜的進(jìn)一步生長(zhǎng)通過氧的化學(xué)吸附與電子、金屬離子、氧離子的擴(kuò)散而進(jìn)行。然而，在此階段，氧化物**宇在能量上有利的一些成核位置上發(fā)生局部的外延舉長(zhǎng)。然后這些核心通過金屬和氧的表面橫向擴(kuò)散而生長(zhǎng)。在理想情況下，形成厚度均勻的連續(xù)氧化層。

不同核心的橫向生長(zhǎng)就形成了晶粒組織。在晶界處離子較易擴(kuò)散，因而，生長(zhǎng)速度較快。核心的數(shù)目與溫度有關(guān)。溫度升高，核心數(shù)減少。同時(shí)，金屬底層的晶體學(xué)取向?qū)诵臄?shù)也影響很大。例如，在鐵的（100）面上所形成的FeO核心數(shù)最多。氧化膜的取向與下方晶粒的取向相近（外延生長(zhǎng)），且生長(zhǎng)速度因取向而異。這樣,對(duì)于完全沒有擇優(yōu)取向的多晶材料，其氧化物的各晶粒將具有不同的厚度和取向。隨著氧化物的增厚，氧化物與金屬間在晶體學(xué)取向上的這種聯(lián)系將不斷減弱。

氧化膜要具有保護(hù)性，就要連續(xù)、缺陷少、與金屬駐底的粘附力強(qiáng)、且塑性好、能承受熱應(yīng)力與機(jī)械應(yīng)力。