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:
●  外墙涂料技术规程
元素百科资讯频道:本文主要讲了关于外墙涂料技术规范的文章,根据我国建筑市场的发展需要和国家对墙体外保护一系列改革的要求,建筑外墙涂料已经成为建筑装饰装修工程中必不可少的重要建筑材料。为此,依照中华人民共和国行业标准JGJ73-91《建筑装饰工程施工及验收规范》有关章节编写制定适应建筑业发展的高于国标和行标的《建筑外墙涂料应用技术规程》,以满足国内建筑业装饰装修工程的需要。 一、总则 ......
●  纯碱是什么,有哪些用途
化学词典为您介绍纯碱的概念以及纯碱的用途,纯碱又叫小苏打,化学式为Na₂CO₃。纯碱是一种重要的化工原料,是食品、造纸、制药、玻璃、肥皂、印染等工业乃至人民日常生活的必需品。 纯碱是什么 纯碱,学名碳酸钠,俗名苏打、石碱、洗涤碱,化学式Na₂CO₃,属于盐类,含十个结晶水的碳酸钠为无色晶体,结晶水不稳定,易风化,变成白色粉末Na2CO3,为强电解质,具有盐的通性和热稳定性,易溶于......
●  全球丁二烯价格上涨原因
元素百科为您介绍全球丁二烯价格上涨原因。随着北美地区大量新建乙烷蒸汽裂解装置建成投产,C4原料将随之增加,有助于缓解该地区丁二烯供应紧张的问题。但新的问题出现了。IHS Markit分析师指出,由于下游装置发生运营问题,乙烯需求并未跟上生产能力。在此情况下,这些裂解装置只能降量运行,结果就使乙烯和C4原料生产成本提高,进一步加大了生产商的盈利压力。 IHS Markit烯烃和弹性体业务高......
热门标签
优惠促销
热销推荐
一次性乳胶手套(标准型)
¥330.00
热销 1712 件

您确定要从购物车中移除吗???