432 2

,3 korozja

M - M^; * + 2r

a na powierzchni tlcnek-atmosfert powitają jony ilcnu

‘/>Q, + * -°    .    _

zachowania elektroobojctności strukrory krystaliczne, ZcW^«ⁿ**^on^V w/rosiu warMwy tlenku następowała kooperatyw^ wymaga się. aby ^    . >_cU s/ybkość migracji elektronów jest najwolniej,

migracjajonówzelc    ^ j_csl uzależniona szybkość utleniania metalu

s/ym procesem, to wr    mechanizmie utleniania jony metalu ..r*,

_{w P}^_Tr= tlenek-atmosfera, „a której ta sic , a,omam, elektrony migruj4^ P° _hamzm utleniania występuje wówczas, gdy jony metalu tlenu z atmosfery- ia    u_cnu. Mechanizm polegający na migracji jonów

migrują znacznie s/>    ^ _rcakcję z metalem na granicy tlcnck-mctal

O³ prze/, warstwę    Mechanizm przedstawiony na rys. 13.2d pows,_ajc

przedstawiono “ ^ _{d fuzJ}, _{Jonńw mclalu} , tlenu sa /.bliżone. wówczas ,_ch wówczas, gd) szybKt. zj    _t|_cnku. _{Proccs ul}|_{cnjania mclal}, _mw>nj|

łączenie    Elektrochemiczny z granicą metal/tlenek jako anod,

, granicą tlenek/atmosfera jako katodą.

13.1.3. Szybkość utleniania

z względu że własności tlenku są zasadniczo inne niZ własności materiału rodzimego bardzo waZnym parametrem jest szybkość narastania warstwy tlenku na metZ jeżeli warstwa tlenku me stanów, istotnej przeszkody w swobodny,,. dostCP,e tlenu z atmosfery do powierzchni metalu, to wówczas szybkość utleniania ,est niezależna od czasu Takie utlenianie jest nazywane utlenianiem liniowym l zależność grubości warslwy tlenku (y) od czasu utleniania (f) w stałej temperaturze jest następująca (rys. 13.3)

RYS. 13.3. ZalcZnośC grubości warstw tlenków od czasu przy różnych prawach wzrostu (utlenienia,

•** *'    •>«*» ** ^u"^ony °* yf*

. .__ vvar«.j____    dlatcao. /.godnie z pierwszym prawem Ficku.

warstwy tlenku ty) od emu (0 utlen.anta w stałej e^tnrze ma poKiać utleniania paraboliczną

y²

V

, _c * stola kinetyczna.

1)1 KOWOZJA CMŁMlCZHA

03.1)

>'^w r szybkość utleniania spełnia prawo Arrheniusa, zatem wartości stałych _k ,etycznych rosną wykładniczo ze wzrostem temperatury

k,m A_łexp-<2,//?7* i k_p = A_f,cxę - Q_p/RT    (13.3)

gdzie A,. A,. & i 0, - ^

Należność szybkości utleniania od temperatury jest zatem wykładnicza.

Jeżeli warstwa tlenku jest zwarta i ma względnie mała przewodność -Icktryczną, [₀ zależność grubości warstwy tlenku od czasu jest logarytmiczna i3.3). Zgodnie z logarytmicznym prawem wzrostu, rośnie warstwa tlenku na aluminium, chromie i berylu.

PRZYKŁAD 13.1. Grubość warstwy utlenionej blachy w 900°C wynosi: po 10 h -8.96 10"⁵ m, po 100 h - 2.83 10"* m. a po 200 h - 4.01 • 10"* m. Określ, według jakiego prawa następuje utlenianie oraz czas i. po jakim grubość warstwy utlenionej wynosi 1 mm

Rozwiązanie. Przyjmując, ż.c utlenianie następuje zgodnie z prawem parabolicznym - równanie (13.2)

y² = V

to wartość k_p powinna być taka sama dla poszczególnych czasów, więc

(8,96 • 10 " ³ ni)² = *,( 10 • 3600 s). stąd *, = 2,23 •10"¹³ m² s"¹ (2,83• 10“⁴ m)² = *,(100- 3600 s), stąd *, = 2.22 10"¹³ nr s“^ł (4,01 • 10~⁴ m)² = *,(200- 3600 s). stąd *, = 2,23 • 10"¹³ m² s" ¹

Szybkość utleniania następuje zatem według prawa parabolicznego.

Dla y = 1 mm i *, = 2,23 • 10"¹³ nr s"¹ otrzymujemy

(1 • 10"³m)² = (2,23-10^-13 m²s“^l)f

stąd

t = 4,48* 10⁶ s = 1246 h

433