化工资讯
当前位置:元素商城  >  化工资讯网  >   新材料资讯   >  《科学报告》:稀土氧化物影响氧化铝膜热生长的原因被找到
《科学报告》:稀土氧化物影响氧化铝膜热生长的原因被找到
2016-08-11 09:17:11来源:元素商城

元素百科为您介绍稀土氧化物影响氧化铝膜热生长的原因被找到。高温金属结构材料环境退化的关键因素之一就是氧化,其是否抗氧化在于能否形成致密、热生长速度慢以及热稳定性高的氧化膜。热生长Al2O3是典型的保护性氧化物,人们对Al2O3生长型合金和涂层的高温氧化行为进行了大量研究,并且发现加入少量的稀土元素(RE)或者它们的氧化物(RExOy)能进一步降低合金和涂层所形成的Al2O3膜的生长速度,产生所谓的活性元素效应(REE)。

 《科学报告》:稀土氧化物影响氧化铝膜热生长的原因被找到

影响氧化动力学的活性元素效应模型解释

REE的解释模型很多。有关影响氧化动力学的REE,目前有两个较流行的解释模型。一个是由著名金属材料科学家R.A. Rapp等人提出的“界面毒化模型(PIM)”,即氧化过程中金属基材中的稀土元素(RE)原子向氧化膜/金属基体界面偏聚,通过钉扎界面失配位错攀移而抑制氧化膜生长。另一个是“晶界偏聚模型”,即RE离子在氧化膜晶界偏聚,阻止了供膜生长的阳(或阴)离子“短路”扩散。RE晶界偏聚被TEM EDS工作证实。在此模型基础上,美国橡树岭国家实验室的B.A.Pint提出“动态偏聚模型(PIM)”,认为RE离子在Al2O3晶界动态偏聚,它在表面与界面之间的氧势驱动下向表面迁移。热力学上,RExOy比Al2O3更稳定,那么前者氧化时如何产生向界面偏聚的RE离子呢?PIM模型没有专门说明,而PIM模型认为也是因界面与金属基体内的氧分压差所致。对于这一解释,中国科学院金属研究所彭晓课题组曾提出质疑,认为虽然金属基体内的氧分压会稍低于界面Al2O3/Al的平衡氧分压,但这降低值不足以导致RExOy分解,提出偏聚于Al2O3膜晶界的RE离子来自于RExOy在膜中的微量溶解,而RExOy掺进膜中与a-Al2O3内生长有关,并通过研究CeO2弥散的渗铝涂层的氧化加以验证(Corros. Sci., 53(2011)1954),但这一解释还缺乏有力的证据。

CeO2影响氧化的活性元素效应模型

最近,研究人员进一步用TEM和HREM表征渗铝涂层热生长Al2O3膜的微观结构并从涂层至膜中追踪Ce,分析其分布情况、存在形式以及CeO2形貌与结构的演化,获得以下结果:1)涂层中无单质Ce存在;2)Al2O3膜由外生长的g相和内生长的a相组成;3)a-Al2O3内生长导致CeO2弥散颗粒进入膜中并微量溶解产生Ce4+,后者易在晶界偏聚;4)Ce4+沿a-Al2O3晶界(其过程中吸收电子转化为Ce3+)以及g-Al2O3孪晶界向外扩散,在表层沿孪晶界析出Ce2O3。据此,提出了CeO2影响氧化的REE模型,它解释了RExOy产生偏聚于Al2O3膜晶界的RE离子的原因。对于单质RE加入合金或涂层的情况,由于RE因固溶度低而会析出富RE颗粒,后者易氧化(因RE与O的亲和力大)形成RExOy颗粒,因此,该模型还有望可解释RE产生相关REE的本质原因。

您可能感兴趣的中国化工网栏目: 化学试剂化学元素化学元素周期表CAS查询
元素商城微信公众号
「一个有逼格的公众号」
相关标签: 原料试剂  
相关专题: 化学试剂
相关阅读:
●  氟化工:制冷剂价格持续上涨
元素百科为您介绍制冷剂价格持续上涨。近期,国内氟化工相关产品价格大幅上涨,目前国内97萤石粉企业出厂均价接近2850元/吨,较十一前价格上涨约7%,较9月初价格上涨10%以上,目前国内无水氢氟酸均价超过12000元/吨,较上月同比上涨接近20%,同时目前制冷剂R22均价超过22000元/吨,较上月同比上涨超过7%,较今年年初价格上涨超过40%。 北方萤石矿陆续停产、限采影响供给。十一节假......
●  西安交大研发“超临界水蒸煤”能有效治理雾霾
元素百科为您介绍西安交大研发“超临界水蒸煤”能有效治理雾霾。记者25日从西安交通大学获悉,该校历时20年研发的“煤炭超临界水气化制氢发电多联产技术”正式对接产业,此举对治污降霾及粗放型能源产业转型起到积极作用。 煤炭可增加雾霾等环境治理难度中国作为煤炭生产和消费大国,以煤为主的能源结构短期内难以改变,传统的煤炭利用方式不可避免地以牺牲环境为代价,从而增加了雾霾等环境问题治理的难度。西安交......
●  石墨炔正在全球范围内形成新的研究领域
元素百科为您介绍石墨炔正在全球范围内形成新的研究领域。石墨炔因其优良的化学稳定性和半导体性能,被誉为最稳定、最易合成的碳同素异形体,有望代替半导体材料硅在电子产品中得到广泛应用。2010年我国就已实现石墨炔的成功制备,但低成本、大批量、高质量的生产工艺尚未成熟。因此,国家自然科学基金委将“二维碳石墨炔可控制备与性质”课题列入“十三五”首批重大项目,对相关科研团队给予大力支持。 石墨炔性能......
热门标签
优惠促销

您确定要从购物车中移除吗???