Продукты реакции и кинетику
окисления желательно изучать на одних и тех же образцах. Существующие
экспериментальные методы позволяют изучать фазовый и химический состав
окалины, дефектность решетки окислов, морфологию окалины, ее сплошность и
характер отслаивания Наряду с этим следует исследовать изменения состава и
структуры под-окисного слоя, так как процессы, происходящие в окалине и в
металле, взаимно связаны. Получаемая информация дает возможность понять
ход протекающих процессов и выявить факторы, влияющие на скорость
окисления.
Электронография при исследовании
окалины занимает особое место Сущность метода заключается в использовании
явления дифракции электронов, возникающего в результате когерентного
рассеяния кристаллической решетки вещества пучка электронов с длиной
волны X < < 2d (где d — наименьшее изучаемое
межплоскостное расстояние) Метод дает возможность получать такие же данные
о кристаллической структуре веществ, как и рентгеновский метод. При этом
для расчета электронограмм используется известное в рентгенографии
уравнение Вульфа — Брэгга:
где А — длина волны, d —
межплоскостное расстояние, </> — угол скольжения, п —
порядок отражения.
Длину волны электронов можно
определить из соотношения де Бройля для движущейся частицы:
где h — постоянная Планка, т0 — масса покоя
электрона, с — скорость
света, v — скорость
электрона.
Особенность электронографического
метода состоит в том, что электронный пучок рассеивается веществом
приблизительно в 104 раз сильнее, чем рентгеновские лучи, и
проникновение электронов в вещество невелико в сравнении с рентгеновскими
лучами. Максимальная толщина окисных пленок, поддающихся
злектронографированию, при съемке на просвет, составляет около 100 нм. При
съемке методом отражения (применяя касательный к поверхности пучок
электронов) можно анализировать окисные пленки толщиной порядка 1 нм
и даже обнаруживать наличие мономолекулярного окисного слоя, т.е.
фиксировать переход от хемисорбции к окислению. Электронография позволяет
изучать процесс зародышеобразования, а при электронномикроскопическом
исследовании фольговых образцов — кристаллическую структуру
неметаллических включений (микродифракция). Таким образом,
чувствительность метода весьма высока, и основное достоинство его
заключается в возможности исследования малых объемов
вещества.
Электронограммы можно получать
двумя способами, съемкой на просвет и съемкой на отражение. Съемка на
просвет требует предваритель-
