金(jin)屬(shu)(shu)在大氣中(zhong)會自(zi)發進行氧(yang)(yang)化,隨(sui)著溫度增高(gao)(gao),大氣中(zhong)水(shui)分蒸發,濕(shi)腐蝕(shi)變(bian)成干腐蝕(shi),腐蝕(shi)更嚴(yan)重,在工(gong)業(ye)中(zhong)成為重要問(wen)題(ti)。如高(gao)(gao)溫石油化工(gong)管(guan)道等都存在高(gao)(gao)溫氧(yang)(yang)化問(wen)題(ti)。在高(gao)(gao)溫下金(jin)屬(shu)(shu)表(biao)面產生一層氧(yang)(yang)化膜。Pilling和Bedworth曾指出,抗氧(yang)(yang)化性和氧(yang)(yang)化物與金(jin)屬(shu)(shu)的體(ti)(ti)積比有關(guan)。如用R表(biao)示單位體(ti)(ti)積,則:


式 2.jpg


  當R<1時,氧化(hua)物不能覆蓋金(jin)屬(shu)(shu)表(biao)面(mian),因而沒(mei)有保(bao)護性(xing);當R>1時,氧化(hua)物中將產生(sheng)較大(da)的(de)應力,膜(mo)(mo)易破裂脫落(luo),保(bao)護性(xing)不好。理想的(de)比值應接(jie)近1。此(ci)外(wai),保(bao)護性(xing)高的(de)膜(mo)(mo)還應具有高熔點,低蒸氣壓,膨脹系數與金(jin)屬(shu)(shu)接(jie)近,良好的(de)抗破裂高溫(wen)塑性(xing),低電導率,對金(jin)屬(shu)(shu)離子和氧的(de)擴(kuo)散系數低等。


  金屬的高(gao)溫(wen)氣體腐蝕也是(shi)一個(ge)電(dian)化(hua)學過程。如圖8.1.13所(suo)示。陽(yang)極反應(ying)是(shi)金屬離(li)子化(hua),在(zai)膜(mo)-金屬界面(mian)發生(sheng);陰極反應(ying)是(shi)氧(yang)(yang)的離(li)子化(hua),在(zai)膜(mo)-氣體界面(mian)發生(sheng)。電(dian)子和(he)離(li)子(金屬離(li)子和(he)氧(yang)(yang)離(li)子)在(zai)膜(mo)中(zhong)兩(liang)極之間流動,它和(he)水(shui)溶液中(zhong)的腐蝕電(dian)池相似。


雜 5.jpg


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  防止高(gao)溫氧化最有(you)效(xiao)(xiao)的(de)方法(fa)是在基體金(jin)屬(shu)中加入有(you)效(xiao)(xiao)的(de)合(he)金(jin)成分,使膜中生成保護性很(hen)強的(de)二元或(huo)三元化合(he)物,使離子擴散更為困難,氧化速度(du)因而(er)下(xia)降。





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