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:
●  活性炭的化学特性和机械特性
活性炭的化学特性是什么?活性炭的机械特性是什么?根据化学词典的介绍,活性炭又称活性炭黑。是黑色粉末状或块状、颗粒状、蜂窝状的无定形碳,也有排列规整的晶体碳。活性炭的英文名称是:Activated Carbon,中文别名为:活性碳。 活性炭的化学特性 活性炭的吸附除 了物理吸附,还有化学吸附。活性炭的吸附性既取决于孔隙结构,又取决于化学组成。 活性炭不仅含碳 ,而且含少量的化学结合、......
●  邻甲酚酞络合剂的简介及用途
元素百科资讯频道:文主要介绍邻甲酚酞络合剂,及其用途。 关键词:邻甲酚酞络合剂,用途 邻甲酚酞络合剂的概述 中文别名:金属酞;酞紫;酚酞紫;2-甲酚酞络合剂。白色至带棕色结晶性粉末,对热不稳定,易溶于水,不溶于乙醇、乙醚;无色的碱溶液可与钙、锶、钡盐络合生成紫色或深红色,与镁络合为粉红色,与重金属络合则为无色;最大吸收波长575(377)nm。 邻甲酚酞络合剂的用途 ......
●  三羟甲基丙烷是什么,怎么合成,有什么用途
化学词典告诉你三羟甲基丙烷的合成方法以及用途。三羟甲基丙烷是什么,三羟甲基丙烷为白色片状结晶。易溶于水、低碳醇、甘油、N,N-二甲基甲酰胺,部分溶于丙酮、乙酸乙酯,微溶于四氯化碳、乙醚和氯仿。主要用于醇酸树脂、聚氨酯、不饱和树脂、聚酯树脂、涂料等领域,也可用于合成航空润滑油、印刷油墨等,还可用作纺织助剂和聚氯乙烯树脂的热稳定剂。 三羟甲基丙烷的合成方法正丁醛与甲醛在碱性性条件下进行缩合反......
热门标签
优惠促销

您确定要从购物车中移除吗???