金屬(shu)在(zai)大(da)氣(qi)中會自(zi)發進(jin)行氧(yang)化,隨著(zhu)溫度增高,大(da)氣(qi)中水分蒸發,濕腐蝕(shi)變成(cheng)(cheng)干腐蝕(shi),腐蝕(shi)更嚴重,在(zai)工業中成(cheng)(cheng)為重要(yao)問題。如高溫石油化工管(guan)道等都存在(zai)高溫氧(yang)化問題。在(zai)高溫下金屬(shu)表面產生一層氧(yang)化膜(mo)。Pilling和Bedworth曾(ceng)指出,抗氧(yang)化性和氧(yang)化物與金屬(shu)的(de)體積比有關。如用R表示(shi)單位體積,則:


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  當(dang)(dang)R<1時(shi)(shi),氧(yang)(yang)化物不能覆蓋(gai)金屬(shu)表面(mian),因而沒有保(bao)護性;當(dang)(dang)R>1時(shi)(shi),氧(yang)(yang)化物中將產(chan)生較大的(de)應(ying)力,膜(mo)易破裂脫落,保(bao)護性不好。理想的(de)比值應(ying)接近1。此外,保(bao)護性高(gao)的(de)膜(mo)還應(ying)具有高(gao)熔(rong)點,低蒸氣壓,膨脹系數與金屬(shu)接近,良好的(de)抗破裂高(gao)溫(wen)塑性,低電導率,對(dui)金屬(shu)離子和氧(yang)(yang)的(de)擴(kuo)散(san)系數低等。


  金屬的(de)高(gao)溫氣體腐(fu)蝕也是一個電化學(xue)過程。如圖8.1.13所示(shi)。陽極(ji)反應是金屬離(li)(li)子化,在膜-金屬界面發生(sheng);陰極(ji)反應是氧的(de)離(li)(li)子化,在膜-氣體界面發生(sheng)。電子和離(li)(li)子(金屬離(li)(li)子和氧離(li)(li)子)在膜中兩(liang)極(ji)之間(jian)流動,它和水溶液(ye)中的(de)腐(fu)蝕電池相似。


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  防(fang)止高溫氧(yang)化最有效(xiao)(xiao)的(de)(de)方法是(shi)在基(ji)體金屬中加入有效(xiao)(xiao)的(de)(de)合(he)金成分(fen),使膜中生(sheng)成保護性(xing)很(hen)強的(de)(de)二元(yuan)或三元(yuan)化合(he)物(wu),使離子擴散更為困難,氧(yang)化速(su)度因(yin)而下降。





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