金属材料在高温下能否自发地进行氧化反应,氧化物的稳定性如何,都可以借助化学热力学的基础知识来分析和判断,通常采用自由能的变化来判断。金属的氧化反应可表达为:M+O2⇌MOn(4-1)根据经典热力学,给定温度(T)时的反应自由能...[继续阅读]

    氧化物标准生成自由能的热力学计算是比较繁琐的,为了便于应用,1944年Ellinggham[1]绘制了氧化物标准生成自由能ΔG°与温度T的ΔG°-T图,用图解法即可读出在T温度下氧化物标准生成自由能并可据此判断氧化反应的可能性和反应方向。...[继续阅读]

    1.金属氧化动力学金属氧化动力学规律通常是用氧化增重或氧化膜随时间变化的数学式来表达,而测定氧化过程的恒温动力学曲线是研究氧化过程动力学的基本方法。金属和氧反应,要消耗金属和氧,并在金属表面生成氧化物,如氧化膜...[继续阅读]

    4.2.4.1　合金氧化的特点合金是多种组分元素组成的金属,它的氧化比纯金属更为复杂。合金氧化和纯金属氧化相比,具有以下明显不同的特点[4]:(1)合金中除了基体元素,还有合金元素;合金中每种元素对应的氧化物,其形成的自由能是不...[继续阅读]

    1.金属氧化膜的生长过程和控制因素金属氧化膜的生长过程包括:氧和其他气体分子与表面金属发生反应,最终形成一层连续致密的氧化膜,将金属与气体环境隔离开来,氧化膜通过金属离子或氧的扩散而不断生长增厚等氧化历程的各个...[继续阅读]

    (1)金属硫化物非化学计量的偏离度远比金属氧化物大,亦即金属硫化物中的晶格缺陷的浓度显著高于相应的氧化物。例如,硫化亚铜Cu2-yS在高温下的缺陷浓度可高达17at%(Cu1.85S);而氧化亚铜的化学比偏差,即Cu2-yO中的y,在1025℃和104PaO2中也...[继续阅读]

    金属的硫化反应通常指仅形成金属硫化物的反应。这有两种情况,即金属在纯硫蒸气中的反应和金属在H2S和H2混合气体中的反应,其反应式分别为:2M+S2＝MS(4-37)M+H2S=MS+H2(4-38)第一种情况,如制备二硫化碳的高温反应,即在纯硫蒸气大约10-...[继续阅读]

    实际工业环境中,金属与合金常常遭遇到的是含有多种氧化剂的混合气体环境,如煤和燃油燃烧气体中普遍存在的SO2或SO2+O2/SO3混合气体。这些气体中均含有O2和S2等两种以上氧化剂。因此,认识金属在混合气体中反应的规律是十分重要的...[继续阅读]

    金属在混合气体中的氧化动力学研究,重要的是分析反应速度控制步骤对腐蚀产物形貌及反应动力学规律的影响。金属在混合气体中的反应,有以下四个可能的控制步骤:①阳离子通过腐蚀产物层的扩散;②腐蚀产物/气体界面处的反应速...[继续阅读]

    金属合金在高温气体中的腐蚀,除了最常见的金属氧化外,还包括金属合金与其他氧化性气体在高温下的反应。如含硫气体(SO2、SO3、H2S等)、含碳气体(CO2、CO、CH4等)、含氯气体(HCl、Cl2等)、含氮气体(N2、NH3等)在高温下反应。分别形成金...[继续阅读]