金(jin)(jin)屬在大(da)氣(qi)中(zhong)(zhong)會自發進(jin)行氧化,隨著溫度增高(gao),大(da)氣(qi)中(zhong)(zhong)水分(fen)蒸(zheng)發,濕腐蝕(shi)(shi)變成干腐蝕(shi)(shi),腐蝕(shi)(shi)更(geng)嚴重,在工(gong)業中(zhong)(zhong)成為重要(yao)問(wen)題。如(ru)高(gao)溫石(shi)油化工(gong)管道(dao)等(deng)都存在高(gao)溫氧化問(wen)題。在高(gao)溫下(xia)金(jin)(jin)屬表(biao)面(mian)產生(sheng)一層(ceng)氧化膜(mo)。Pilling和(he)Bedworth曾指(zhi)出,抗氧化性和(he)氧化物與金(jin)(jin)屬的體積比有關。如(ru)用(yong)R表(biao)示單位體積,則:

當R<1時,氧(yang)化(hua)物不(bu)能覆蓋金(jin)屬表(biao)面,因而沒有保(bao)護性(xing)(xing);當R>1時,氧(yang)化(hua)物中將產生(sheng)較(jiao)大的(de)應(ying)力(li),膜(mo)易(yi)破裂脫落(luo),保(bao)護性(xing)(xing)不(bu)好(hao)。理想的(de)比值應(ying)接近1。此外(wai),保(bao)護性(xing)(xing)高的(de)膜(mo)還應(ying)具有高熔點,低蒸氣壓,膨脹系數與金(jin)屬接近,良好(hao)的(de)抗(kang)破裂高溫(wen)塑性(xing)(xing),低電(dian)導(dao)率,對金(jin)屬離子和氧(yang)的(de)擴(kuo)散系數低等(deng)。
金(jin)屬(shu)的高溫(wen)氣(qi)體腐蝕(shi)(shi)也是一個電化學過程。如圖8.1.13所(suo)示。陽(yang)極反應是金(jin)屬(shu)離(li)子化,在(zai)膜(mo)-金(jin)屬(shu)界(jie)面(mian)發(fa)生(sheng);陰極反應是氧(yang)的離(li)子化,在(zai)膜(mo)-氣(qi)體界(jie)面(mian)發(fa)生(sheng)。電子和(he)離(li)子(金(jin)屬(shu)離(li)子和(he)氧(yang)離(li)子)在(zai)膜(mo)中兩(liang)極之間流動,它(ta)和(he)水溶(rong)液中的腐蝕(shi)(shi)電池相似。


防止(zhi)高溫(wen)氧(yang)化最有(you)效的方法是(shi)在基(ji)體金屬(shu)中加入(ru)有(you)效的合金成分,使(shi)膜中生(sheng)成保護性很強的二元(yuan)或(huo)三元(yuan)化合物,使(shi)離子擴散更為困難,氧(yang)化速度因而(er)下降。

