氧化物顆粒生長(zhǎng)通過(guò)氧與溶質(zhì)組元擴(kuò)散到達(dá)表面
內(nèi)氧化物形貌
內(nèi)氧化對(duì)于合金的腐蝕以及力學(xué)、磁學(xué)等性能的影響通常與氧化物
析出形貌密切相關(guān)。下面將定量討論影響內(nèi)氧化物尺寸、形狀和分布的
因素。
通常,內(nèi)氧化物形核與隨后的長(zhǎng)大、粗化過(guò)程之間的競(jìng)爭(zhēng)決定了氧
化物顆粒的尺寸。氧化物顆粒的生長(zhǎng)依賴于氧與溶質(zhì)組元通過(guò)擴(kuò)散到達(dá)
其表面,而形核必然導(dǎo)致溶質(zhì)組元的“供應(yīng)”貧乏,因此在下一個(gè)形核
過(guò)程到來(lái)之前顆粒的長(zhǎng)大時(shí)間越長(zhǎng)則氧化物顆粒尺寸越大。隨后可能發(fā)
生的粗化現(xiàn)象本章暫不考慮。總之,那些有利于提高成核速率的因素必
然減小顆粒尺寸,而那些有利于提高生長(zhǎng)速率的因素必然使顆粒尺寸增
大。
設(shè)氧化物的成核由氧化前沿的移動(dòng)速度(即建立臨界過(guò)飽和前沿的
速度)控制,且析出物的生長(zhǎng)由顆粒長(zhǎng)大時(shí)間的長(zhǎng)短控制,那么顆粒尺
寸應(yīng)當(dāng)與反應(yīng)前沿的移動(dòng)速度成反比
選擇性氧化
前面討論的過(guò)程中溶質(zhì)組元優(yōu)先氧化,在合金表面形成連續(xù)氧化膜
,這種現(xiàn)象稱為“選擇性氧化”。通過(guò)組元選擇性氧化形成生長(zhǎng)速率低
的保護(hù)性氧化膜是高溫條件下合金和涂層防護(hù)的基礎(chǔ)。可形成保護(hù)性氧
化膜的組元有Cr(氧化鉻膜)、Al(氧化鋁膜)、si(氧化硅膜)。因此,眾
多研究致力于尋找合適的合金和涂層成分,既能滿足性能需求(如力學(xué)
性能)又能形成保護(hù)性氧化膜。