же в присутствии примесных атомов. Передвижение заряженных ионов металла и кислорода происходит под действием химического или электрического потенциала градиентов. При таких условиях рост окисла может происходить по параболическому или логарифмическому законам: *2=йзТ+с3; '*=/? 1ц (Вт+1) и #/я=Л— \цх, где йз, Я, Сз, А — постоянные.__ Для металлов с переменной валентностью, при окислении которых одновременно может образоваться несколько слоев окислов разного состава, применимость обычно параболического закона как в отношении общей толщины слоя окалины, так и каждого ее слоя отдельно не всегда справедлива. Этот закон. может соблюдаться только в некоторых пределах изменения толщины каждого слоя. На металлах-геттерах, способных растворять кислород, при условии, что химический потенциал кислорода в металле не может достичь значения, необходимого для дальнейшего роста окисной пленки, справедлива кубическая зависимость скорости окисления от времени. При образовании на металле нескольких окислов при высоких температурах более устойчива закись, а при низких температурах— окись. Так, для железа температурной границей существования окиси и закиси является 570 °С. Ниже этой границы закись железа распадается с образованием окиси металла, выше — сохраняется. Окислы с Д1, не растворяющие ионы металла или кислорода, относятся к типу стехиометрических химических соединений; такой окисел относительно плотный. Взаимодействие металла с кислородом при образовании стехиометрического окисла может идти преимущественно через разрывы в окисной пленке, образующиеся вследствие различия коэффициентов термического расширения окисла и паяемого металла при нагреве и охлаждении или в результате метастабильиости слоя окисла вследствие эпитаксиаль-ного его роста и образования локальных напряжений, приводящих к образованию в нем пор и отслоений. Для нестехиометрических окислов характерно присутствие в них большего или меньшего количества вакансий по кислороду или металлу. Это облегчает протекание диффузии через слой окисла от металла к поверхности окисла и от его поверхности к металлу и рост окисла. Это может привести также к обеднению поверхностного слоя металла легирующими элементами при пайке в присутствии кислорода. Для металлов со слабым химическим сродством к кислороду— железа, меди, никеля, кобальта, легкоплавких (ртуть, галлий) — характерно образование нестехиометрических окислов. Такие окислы рыхлые, температура плавления у них выше температуры плавления металла. В условиях пониженного давления кислорода в активных газовых средах или в контакте с флюсом такие окислы в силу своей ■ пористости и рыхлости легче устраняются с поверхности паяемого металла, чем плотные окисные пленки. окисление железа. Растворимость кислорода в зоноочищениом железе весьма мала и может достигать (по Эллиоту) 0,002% при 850вС- и возрастать с повышением температуры. В зависимости от легирования стали, температуры среды и длительности иагрева на ее поверхности вследствие переменной валентности железа образуются три- устойчивых окисла: ближе к железу располагается наиболее бедный, а дальше — более богатые кислородом окислы (в порядке убывания кислорода): Р3Оз, Рз04, РеО.
Карта
|