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:
●  D-泛醇是什么、作用及贮存事项
化学词典告诉你D-泛醇是什么,D-泛醇的作用以及贮存事项,D-泛醇,俗称维生素原B5,是一种优异的皮肤与头发保护剂,可使皮肤保持柔嫩、毛发光亮油润,广泛应用在护发产品和化妆品中,还可用于医药、保健食品等领域。 D-泛醇是什么 D-泛醇(99%)是维生素B5的前体,故又称维生素原B5,它含有不少于99%含量的D-泛醇,它是一种无色至微黄色透明粘稠的液体,具轻微的特殊气味。英文名:D......
●  什么叫苯甲酸钠,苯甲酸钠的作用有哪些?
化学词典为您介绍苯甲酸钠的相关性质及作用,苯甲酸钠究竟是什么化学物质呢?大家都应该知道防腐剂吧,苯甲酸钠就是用于内服液体药剂的防腐剂,有防止变质发酸、延长保质期的效果,用量过多会对人体肝脏产生危害,甚至致癌。这只是其中一部分,苯甲酸钠还具有哪些作用呢? 苯甲酸钠是什么 苯甲酸钠(化学式:C6H5CO2Na),E编号E211,是苯甲酸的钠盐。苯甲酸钠属于酸性防腐剂在酸性环境下防腐效......
●  甘露醇生产方法有哪些?
化学词典为您介绍甘露醇生产方法包含有哪些?过去我国甘露醇生产方法主要为天然提取法(如从海带中提取甘露醇的方法),之后逐渐发展为利用蔗糖水解、催化还原工艺以及葡萄糖酶异构化成果葡糖再氢化制取的方法得到甘露醇。 传统的甘露醇生产方法 传统的海带提取工艺 海带浸泡液经浓缩、水洗、离心分离、去杂质糖胶、蒸发、最后结晶。每生产1吨甘露醇约需消耗60吨蒸汽,能耗太高。为改革传统海带提取甘......

您确定要从购物车中移除吗???