Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Формирование тонких оксидных сплавов на бинарных сплавах железа Демин, Виктор Юрьевич

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Демин, Виктор Юрьевич. Формирование тонких оксидных сплавов на бинарных сплавах железа : автореферат дис. ... кандидата физико-математических наук : 02.00.04.- Москва, 1990.- 22 с.: ил.

Введение к работе

; .

Актуальность. Свойства оксидных слоев на сплавах во многом зависят; от условий их формирования на начальных стадиях взаимодействия с окислительной средой. Образование тонких оксидных слоев при изготовлении и эксплуатации изделий имеет большое значение для различных современных технологических и промышленных процессов (ядерная энергетика, точная механика, получение особо-чистых веществ, микроэлектроника и многие другие).

В настоящее время практически отсутствуют теоретические представления о росте тонких оксидных слоев на сплавах. Имеющиеся теории окисления сплавов основаны на работах, опубликованных 20-30 лет назад и применимы, вообще говоря, только для окалины значительной толщины, так как содержат предположения о диффузионном контроле роста оксидных фаз' и равновесии на межфаэных границах. Применимость или неприменимость этих и других предположений к эосту тонких оксидных слоев на сплавах пока недостаточно исследо-зана. Сложности построения теории начальных стадий окисления зплавов состоят, по-видимому, не столько в выборе адекватной юдели, как в отсутствии систематизированных данных о составе, :труктуре и кинетике роста оксидных слоев на начальных стадиях жисления сплавов.

Широкое распространение в последнее десятилетие коммерческих іриборов для анализа поверхности и тонких пленок позволило ровести большое количество исследований состава и структуры онких оксидных слоев на различных сплавах. Эти исследования оказали, что, независимо от толщины слоев, .их состав обычно еоднороден по глубине и отличается от объемного состава сплава, днако полученные результаты не являются достаточными для онимания механизмов формирования тонких оксидных слоев на плавах и построения соответствующей теории.

Целью настоящей работы было исследование механизмов формиро-ания тонких оксидных слоев на сплавах железа. В работе были эставлены следующие задачи:

Исследовать состав и кинетику формирования тонких оксид-IX слоев на бинарных сплавах Fe-Cr и Ni-Fe в широком диапазоне гмператур и давлений кислорода.

- Исследовать химические реакции, протекающие внутри оксид-

ных слоев при окислении этих сплавов, и их роль в формировании оксидных слоев.

Сформулировать модельные представления о механизме роста тонких оксидных слоев на бинарных сплавах железа.

Научная новизна. Изучено формирование тонких оксидных слоев на сплавах Fe-Cr (10-40 ат.% Сг) в широком диапазоне температур и давлений кислорода. Впервые исследованы условия перехода к избирательному окислению этих сплавов, а также механизм ^ кинетика роста оксидных слоев при избирательном окислент (образование только оксида хрома) и при формировании оксидногс слоя сложного состава (содержащего оксиды железа и хрома).

Исследованы состав и кинетика роста тонких оксидных слоев нг сплавах Ni-Fe (7-15 атЛ Fe) в широком диапазоне температур і давлений кислорода.' Показано, что при понижении давления кислорода происходит переход к внутреннему окислению этих сплавов.

Показано, что на поликристаллических сплавах Fe-Cr и Ni-F» вблизи выхода на поверхность границ зерен сплава происходи обогащение оксидного слоя (по сравнению с его интегральным соста вом) оксидом менее благородного компонента сплава. Проведен сравнение состава оксидных слоев на монокристаллическом и поли -кристаллических сплавах Fe-Cr.

Исследованы твердофазные химические реакции восстановлени оксида железа металлическим хромом и оксида никеля металлически железом и показано, что они идут при температуре > 500 К за счє переноса менее благородного металла в зону реакции.

Проведено численное моделирование на ЭВМ процесса рост оксидных слоев на сплавах железо-хром, учитывающее перенос ионе железа, хрома и кислорода, протекание твердофазных химичесш реакций и толщину оксидного слоя.

Практическая значимость. Полученные в диссертации зкспері ментальные результаты и модельные представления о росте тонкі оксидных слоев на сплавах железа могут найти применение разработке многих современных технологических процессов. Предв: рительная термообработка в контролируемой окислительной атмосфе] может быть использована для получения покрытий с заданны: защитными и оптическими свойствами. Термическая стабильность хорошие защитные свойства оксидных слоев на сталях в инертн атмосфере с небольшими добавками кислорода и в других окислител

ных средах чрезвычайно важны для ядерной энергетики. Состав' и структура оксидных слоев имеют большое значение для адгезии юкрытий и паяемости материалов.

На защиту выносятся следующие положения и результаты работы:,

результаты исследований состава, структуры и кинетики эоста тонких оксидных слоев на сплавах железо-хром.

механизмы формирования тонких оксидных слоев на сплавах келезо-хром в зависимости от условий окисления.

результаты исследований состава, структуры и кинетики )оста тонких оксидных слоев на сплавах никель-железо.

механизмы формирования тонких оксидных слоев на сплавах шкель-железо в зависимости от условий окисления.

результаты исследования твердофазных химических реакций в жсидных слоях на сплавах железо-хром и никель-железо.

результаты численного моделирования на ЭВМ процессов Нормирования тонких оксидных слоев на сплавах железо-хром.

Аппробация работы. Основные материалы диссертации доклады-

іались на 5-ом Семинаре социалистических стран по электронной

:пектроскопии (Дрезден, ГДР, 1984),' Всесоюзном.Совещании по высо-.

:отемпературным физико-химическим процессам на границе раздела

'вердое тело-газ (Звенигород, 1984), 5-ом Симпозиуме по физике

юверхности ' (Гауссиг, ГДР, 1985), Европейской конференции по

.нализу поверхности и границ раздела фаз ECASSIA-85 (Велдховен,

'олландия, Г985), 6-ом Семинаре социалистических, по электронной

пектроскопии (Либлиц, Чехословакия, 1986), 2-ом Всесоюзном сове-

,ании по высокотемпературным физико-химическим процессам на, гра-

ице раздела твердое тело-газ (Суздаль, 1987), 7-ой Всесоюзной

онференции по взаимодействию оптического излучения с веществом

Ленинград, 1988), 2-ом Всесоюзном совещании по физико-химии

заимодействия ионного и фотонного излучения с поверхностью твер-

ых тел (Звенигород, 1988), 3-ем Всесоюзном совещании по высоко-

емпературным физико-химическим процессам на границе раздела

ч вердое тело-газ (Звенигород, 1989), Европейской конференции по

нализу поверхности ecassia-89 (Антиб, франция, 1989).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения,

ести глав, заключения и общих выводов. Общий объем работы, 175

границ, включая 45 рисунков, 3 таблицы и билиографию из 164

лтературных источников.