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:
●  藜芦醛合成线路及应用领域
化学词典告诉你藜芦醛藜芦醛合成线路及应用领域。藜芦醛化学式C9H10O3,微溶于热水,白色或淡黄色片状结晶,片块状.有香荚兰果实的香味,有甜味,易溶于乙醇和乙醚。对空气敏感。溶液在光的影响下能氧化成3,4-二甲氧基苯甲酸。 藜芦醛合成线路1、以相应的羟基甲氧基苯甲醛为原料,在碱水溶液中与硫酸二甲酯进行甲基化反应制得。2、以香兰素为原料,与硫酸二甲酯在碱溶液中反应制得。3、以邻苯二酚为原材......
●  实验室常见微生物培养基配方
微生物培养基是供微生物生长、繁殖、代谢的混合养料。由于微生物具有不同的营养类型,对营养物质的要求也各不相同,加之研究的目的不同,所以培养基的种类很多,使用的原料也各有差异。 微生物培养基类型按照微生物的种类分 培养基按微生物的种类可分为细菌培养基、放线菌培养基、酵母菌培养基和霉菌培养基等四类。(1)常用的细菌培养基有营养肉汤和营养琼脂培养基。(2)常用的放线菌培养基为高氏1号培养基。 (......
●  污水净化新技术:德国微型机器人高效清除污水重金属
元素百科为您介绍:由德国马克斯·普朗克研究所科学家带领的一个国际团队最近开发出一种微型机器人,能迅速清除工业废水中的污染物和重金属,经回收处理后还能循环利用,有望带来一种高效经济的污水净化方法。 微型机器清除重金属污染原理据物理学家组织网11日报道,水中的重金属污染是工业活动带来的常见问题,包括制造电池和电子产品、采矿、电镀等,这些活动会产生铅、砷、汞、镉、铬等重金属,都会给生物体和环境......
热门标签
优惠促销

您确定要从购物车中移除吗???