Дослідження початкової стадії окислення заліза в повітрі. Частина 1. Інтервал температур 250-400 ºС
Вантажиться...
Дата
2019
Науковий керівник
Укладач
Редактор
Назва журналу
Номер ISSN
Номер E-ISSN
Назва тому
Видавець
Одеський національний університет імені І. І. Мечникова
Анотація
Проводиться вивчення окислення заліза при утворенні тонких оксидних плівок по логарифмічному закону на поверхні заліза при окисленні в атмосфері повітря. Були використані прямокутні зразки у вигляді пластинок заліза марки ЖЧК-2 з розмірами 20 х 10 х 1 мм. Експериментальне визначення залежності товщини від часу основане на методі виникнення на поверхні окисленої залізної пластинки кольорів «мінливості». Зразки перед завантаженням в піч знежирювалися спирто-ефірною сумішшю і висушувалися в сушильній шафі при температурі 40 ºС протягом п'яти хвилин. При збільшенні товщини оксидної плівки в результаті інтерференції її колір буде послідовно змінюватися згідно ряду: жовтий, помаранчевий, червоний, пурпурний, фіолетовий і синій. Це відповідає інтервалу товщин оксидної плівки від 46 до 72 нм. Час появи кольорів мінливості усереднювався по трьом зразкам, при цьому на кожному зразку проводилося не менше 4-5 вимірювань. В результаті отримані залежності товщини плівки (за кольором) від часу її досягнення в нагрітій печі при сталій температурі. Час появи кольорів мінливості при температурах, нижче 200°С вимірювалося годинами і днями. Показано, що в інтервалі температур 250 – 375 ºС закон зміни товщини плівки є логарифмічним. При цьому константа в даному законі з температурою змінюється згідно закону Арреніуса. Знайдена відповідна «видима» енергія активації E = 20.7 кДж/моль. Результати при температурі 253 °С виразно виділяються від результатів в температурному інтервалі 300-375°С. Мабуть, окислення при 253 °С є складнішим і ускладнюється утворенням двох видів оксидів.
Проводится изучение окисления железа при образовании тонких оксидных пленок по логарифмичному закону на поверхности железа при окислении в атмосфере воздуха. Экспериментальное определение зависимости толщины от времени основано на ме- тоде возникновения на поверхности окисленной железной пластинки цветов «побежа- лости». При увеличении толщины оксидной пленки в результате интерференции ее цвет будет последовательно меняться согласно ряду: желтый, оранжевый, красный, пурпурный, фиолетовый и синий. Получены зависимости толщины пленки (по цвету) от времени ее достижения в нагретой печи при постоянной температуре. Показано, что в интервале температур 250 – 400 ° С закон изменения толщины пленки является логарифмическим. При этом константа в данном законе с температурой меняется по закону Аррениуса. Найдена соответсвующая энергия активации.
Iron oxidation in the case of formation of thin oxide films on the surface of iron plates as a result of their oxidation in air by a logarithmic law has been studied. Experimental studies of kinetics and thermodynamics of the oxidation of chemically pure iron in a horizontal tubular quartz glass furnacehave been performed. The samples were heated by a bifilar winding at both ends of the tube. The temperature was measured by the calibrated chromel-alumel thermocouples. The time of occurrence of variability colors was averaged over three plate, on each of which at least 4-5 measurements were taken. The experimental determination of the thickness of the oxide film depending on time is based on the method of occurrence of "variability" colors on the surface of the oxidized iron plate. With an increase in the thickness of the oxide filmits color as a result of light's interference will consistently vary according to the series: yellow, orange, red, purple, violet and blue.As a result of the study, it was found that oxidation at 253 ° C significantlydiffers from the results obtained at temperatures of 300-375 ° C. The oxidation at 253 ° C is more complex, since two types of oxides are formed. It has been assumedthat the rate of oxidation depends on the index of the faces of the crystal lattice. Dependences of the thickness of the film (by color) on the time of its formation in a heated furnace at a constant temperaturehave been obtained. It has been shown that in the temperature range 250 - 400 ºС the law of the change in the thickness of the film is logarithmic. In this case, the oxidation constant in this law changes with the temperature according to the Arrhenius law. For the first time, an oxidation constant for pure iron was evaluated at the initial oxidation stage. Its dependence on the temperature was obtained and the corresponding values of the activation energy were found.
Проводится изучение окисления железа при образовании тонких оксидных пленок по логарифмичному закону на поверхности железа при окислении в атмосфере воздуха. Экспериментальное определение зависимости толщины от времени основано на ме- тоде возникновения на поверхности окисленной железной пластинки цветов «побежа- лости». При увеличении толщины оксидной пленки в результате интерференции ее цвет будет последовательно меняться согласно ряду: желтый, оранжевый, красный, пурпурный, фиолетовый и синий. Получены зависимости толщины пленки (по цвету) от времени ее достижения в нагретой печи при постоянной температуре. Показано, что в интервале температур 250 – 400 ° С закон изменения толщины пленки является логарифмическим. При этом константа в данном законе с температурой меняется по закону Аррениуса. Найдена соответсвующая энергия активации.
Iron oxidation in the case of formation of thin oxide films on the surface of iron plates as a result of their oxidation in air by a logarithmic law has been studied. Experimental studies of kinetics and thermodynamics of the oxidation of chemically pure iron in a horizontal tubular quartz glass furnacehave been performed. The samples were heated by a bifilar winding at both ends of the tube. The temperature was measured by the calibrated chromel-alumel thermocouples. The time of occurrence of variability colors was averaged over three plate, on each of which at least 4-5 measurements were taken. The experimental determination of the thickness of the oxide film depending on time is based on the method of occurrence of "variability" colors on the surface of the oxidized iron plate. With an increase in the thickness of the oxide filmits color as a result of light's interference will consistently vary according to the series: yellow, orange, red, purple, violet and blue.As a result of the study, it was found that oxidation at 253 ° C significantlydiffers from the results obtained at temperatures of 300-375 ° C. The oxidation at 253 ° C is more complex, since two types of oxides are formed. It has been assumedthat the rate of oxidation depends on the index of the faces of the crystal lattice. Dependences of the thickness of the film (by color) on the time of its formation in a heated furnace at a constant temperaturehave been obtained. It has been shown that in the temperature range 250 - 400 ºС the law of the change in the thickness of the film is logarithmic. In this case, the oxidation constant in this law changes with the temperature according to the Arrhenius law. For the first time, an oxidation constant for pure iron was evaluated at the initial oxidation stage. Its dependence on the temperature was obtained and the corresponding values of the activation energy were found.
Опис
Ключові слова
закон окислення, залізо, інтерференційна індикація, закон окисления, железо, интерференционная индикация, oxidation law, iron, interference indication
Бібліографічний опис
Фізика аеродисперсних систем = Physics of aerodisperse systems