Пленки на поверхности металлов

Поверхностная пленка, которая образуется на металле, определяет его коррозионную устойчивость в агрессивной среде. Пленки классифицируют в зависимости от их толщины.

Различают:

· тонкие (невидимые) пленки толщиной от мономолекулярного слоя до 40 нм;

· средние пленки (видимые благодаря интерференционному окрашиванию как цвета побежалости), имеющие толщину 40-500 нм;

· толстые (видимые) пленки толщиной более 500 нм.

Толщина образуемых пленок во многом определяется условиями окисления.

Таблица

Толщина пленок на железе

Металл	Условия получения	Толщина пленки, нм	Класси­фикация
Железо (0,04% С)	Выдержка несколько дней в сухом воздухе при комнатной температуре	1,5-2,0	Тонкие пленки
Железо	Нагревание на воздухе при 400 ° С	52 58 68 72	Пленки средней толщины
Время нагрева, мин	Цвет пленки
1,5 2,0 2,5 3,0	желтый оранжевый красный фиолетовый синий
Нагревание на воздухе в течение 7 суток при 900° С	600мк	Толстые пленки

Условие сплошности состоит в том, что молекулярный объем оксида должен быть больше объема металла, израсходованного на образование молекулы оксида, иначе оксида не хватит, чтобы покрыть металл сплошным слоем. Следовательно, обозначив молекулярный объем оксида V_ок, а объем металла, из которого образовалась молекула оксида, V_Ме, можно записать:

при V_ок/ V_Ме >1 образуется сплошная пленка;

при V_ок/ V_Ме < 1 пленка не получается сплошной.

Ориентировочно можно считать, что достаточно хорошими защитными свойствами обладают пленки на металлах, удовлетворяющие условию:

2,5 > V_ок / V_Ме >1.

Дополнительными условиями, обеспечивающими защитные свойства пленки, являются их хорошая адгезия к металлу и физико-химические свойства. Например, при окислении меди при 500 ^оС образуется пленка, которая легко отслаивается от металла. Поэтому медь не используется как жаростойкий материал.

Поверхностная пленка должна быть прочной, эластичной и иметь близкий с основным металлом коэффициент термического расширения.[2]

Дата добавления: 2015-07-11