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Oxidation of metals by short circuit and lattice diffusion of oxygen

Authors
Journal
Acta Metallurgica
0001-6160
Publisher
Elsevier
Publication Date
Volume
9
Issue
9
Identifiers
DOI: 10.1016/0001-6160(61)90192-4

Abstract

Zusammenfassung Für die anfängliche Oxydationsgeschwindigkeit von Metallen wurde ein Ausdruck abgeleitet, beruhend auf dem Modell, daβ die nach innen gerichtete Bewegung des Sauerstoffs durch das Gitter und längs Bahnen geringen Widerstands im oberflächlichen Oxydfilm vor sich geht. Die Gleichung enthält drei Parameter: die parabolische Geschwindigkeitskonstante, das Verhältnis der Diffusionskonstanten für Diffusion längs Kurzschluβbahnen und durch das Gitter und den Bruchteil von freien Sauerstoffplätzen innerhalb der Bahnen geringen Widerstands. Es wird angenommen, daβ letzterer mit der Zeit abnimmt wie ein Prozeβ erster Ordnung. Es wird gezeigt, daβ diese Gleichung die Oxydationskinetik von Titan, Zirkon und Hafnium im Temperaturbereich von 300°–600°C angemessen beschreibt. Die empirisch bestimmten Aktivierungsenergien für die Abnahme der Plätze geringen Widerstands liegen zwischen 7 und 12 kcal°Mol. Die Verhältnisse der Aktivierungsenergien für Diffusion längs Kurzschluβbahnen und durch das Gitter betragen bei den Dioxyden dieser Metalle etwa 0,80, während der anfängliche Bruchteil von Sauerstoffplätzen, die innerhalb von fehlerhaftem Material liegen, zu etwa 0,1 geschätzt wird. Dies entspricht einer Versetzungsdichte von 10 12/cm 2.

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