ь кінетичний закон окислення, в даному випадку сумірні.
Слід зазначити, що температура, при якій починається інтенсивне хімічне взаємодія металів з парами води, тим нижче, чим більше розвинена поверхню металу. Термічна міцність оксиду Al2O3 надзвичайно велика. Деякі властивості оксиду: температура плавлення 2310-2320 К; температура кипіння 2500-3800 К; щільність при температурі плавлення 3,01 г/см3, в рідкому стані - 2,5 г/см3; теплота плавлення 110 кДж/моль, теплота випаровування 485 кДж/моль; щільність при 20? З 3,96 г/см3; щільність плівки (відношення молекулярного об'єму плівки до атомного об'єму металу) 1,25; коефіцієнт розширення 6,58 Г— 10-6 К-1; електроопір 1 Г— 107 Ом /см.
Окислення алюмінію протікає з великою швидкістю при мізерно малому парціальному тиску кисню або кисневмісних складних газів і з підвищенням температури ще більше зростає. p> На початковому етапі окислення алюмінію формується компактна аморфна плівка Al2O3 бар'єрного типу, що не проникний для навколишнього повітря. Подальше зростання оксидної плівки можливий в результаті взаємної дифузії катіонів металу та аніонів кисню через шар утворився оксиду. Дифузійний етап зростання оксиду носить ендотермічний характер, тобто є термоактівіруемим процесом.
На практиці окислення алюмінію відбувається в присутності вологи, вміст якої в повітрі доходить до 4%. У цих умовах на поверхню алюмінію в першу чергу адсорбуються молекули води, так як, на відміну від неполярних молекул азоту, кисню і водню, вони є диполями, що володіють значно більшою адсорбційною здатністю. p> Після фізичного адсорбції, яка характеризується слабкою взаємодією сил Ван-дер-Ваальса, починається друга стадія - хемосорбція:
Al + 3Н2О? 6Н + Al2O3
Вирізняється атомарний водень легко дифундує в плівку і грати
алюмінію, де часто іонізується. Утвориться оксидна плівка володіє високою адсорбуючою здатністю і адсорбує на свою поверхню вологу, кисень та інші гази. Далі кисень дисоціює на атоми, проникає в невпорядковану структуру плівки і може утворювати з метастабільною фазою Al2O3 і воднем моногідоксід AlOOH, який надалі перетворюється на трігідроксід Al (OH) 3. p> Таким чином, при окисленні при температурі 18-20? С в атмосфері повітря, що містить вологу, формуються тонкі оксидні плівки захисного типу, що мають складний склад
Al2O3? AlOOH? Al (OH) 3. br/>
Подальше окислення алюмінію і зростання оксидної плівки можливі при підвищених температурах в результаті дифузії катіонів металу через плівку до поверхні газ-оксид і, навпаки, дифузії аніонів до кордону оксидна плівка-метал.
Швидкість збільшення товщини оксидної плівки зростає з підвищенням температури, а перехід металу з твердого стану в рідкий не викликає зміни в цій тенденції. Оскільки кінетику окислення визначає дифузія катіонів парціальний тиск кисню не повинен істотно впливати на цей процес. p> На склад, структуру і, в цілому, на механізм і кін...
