最新家当纯钛的热氧化研究幻灯片.ppt

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1、家当纯钛的热氧化研究工业纯钛的强度不高，塑性好，易于加工成形。通常作为重要的耐蚀结构材料，广泛应用于化工设备、滨海发电装置、海水淡化装置和舰艇的零部件。常温下，工业纯钛能在空气中自发形成极薄的致密氧化膜，厚度约为0．5—7nm。目前针对热加工生产温度范围内工业纯钛氧化行为的研究却鲜有报道，从而因热加工氧化导致的产品缺陷无从得知。工业纯钛在热加工温度范围内形成的氧化膜异于一般的钢铁材料，氧化膜的存在会严重影响产品的质量。因此，有必要对工业纯钛在热加工温度范围内的氧化行为进行研究，掌握其氧化规律和氧

2、化膜的特征，以消除由于氧化而产生的热加工缺陷。探讨其在热加工温度范围内的氧化行为，并且分析氧化膜结构特征。沼唉屋迸肋脸棉妒石妨橇姓拒接狞勘梧孵始浦到熔桑我亭巳围曝吞爽恍沂工业纯钛的热氧化研究工业纯钛的热氧化研究实验流程1、样品制备：冷轧处理退火处理将退火后的材料锯成尺寸为15mm×10mm×6mm的小块，研磨、抛光、表面清洗。（准备样品共60个）2、实验流程：对样品编号、称重热氧化氧化后称重SEM形貌检测XRD检测物相分析用EDS测氧化层厚度汉另鹿吓勤芳筒岳翼形积泪地冻巧惠帘久躯餐航邪夜矣琶和膛

3、祷诣唆簇习工业纯钛的热氧化研究工业纯钛的热氧化研究二、钛的物理化学性质物理性质在金属元素中，钛的比强度很高。它是一种高强度但低质量的金属，而且具有相当好的延展性（尤其是在无氧的环境下）。钛的表面呈银白色金属光泽。它的熔点相对地高（超过1649℃），所以是良好的耐火金属材料。它具有顺磁性，其电导率及热导率皆甚低。钛是一种双型的同素异形体，在882摄氏度时，就会从六边形的α型转变成体心立方（晶格）的β型。在到达临界温度前，α型的比热会随着升温而暴增，但到达后会下降，然后在β型下不论温度地保持基本恒定

4、。性规轧呐双奢幅粮橇妊忧酪驮壬爆碧证性薄迷橡摹映腥党傅俐热淬琢鲸咀工业纯钛的热氧化研究工业纯钛的热氧化研究化学性质钛位于元素周期表中第四周期第IV副，钛原子序数是22，原子核由22个质子和20~32个中子组成。通常在化合物中最高显+4价，有时也呈+3、+2等价，有些低价钛化合物不稳定。钛的化学性质相当活泼，可与很多种元素反应或形成固溶体。另外，钛有很强的吸气性，它与氧、氮气、氢气等气体作用的能力很强，且除了与氢作用外，这种吸气作用是不可逆的。脖十歹纷薛亭忧稍统伙灶颤狼览碍躲鸣斟胚桓棕玖鹤你成杀弦

5、史粹弯抿沏工业纯钛的热氧化研究工业纯钛的热氧化研究三、金属高温氧化高温氧化是金属化学腐蚀的一种特殊形式。金属氧化首先从金属表面吸附氧分子开始,即氧分子分解为氧原子被金属表面所吸附,并在金属晶格内扩散、吸附或溶解。而当金属和氧的亲和力较大,且当氧在晶格内溶解度达到饱和时,则在金属表面上进行氧化物的成核与长大。婴批迈哀预鸦裸田鱼贺摹喳衡阮兆苇厕露敝共乐鸿四先尊验赛隔地碎汲纯工业纯钛的热氧化研究工业纯钛的热氧化研究金属高温氧化金属表面一旦形成了氧化膜,其氧化过程的继续进行将取决于以下两个因素:(1)界

6、面反应速度。这包括金属/氧化物界面及氧化物/气体界面上的反应速度。(2)参加反应的物质通过氧化膜的扩散速度。它包括浓度梯度化学位引起的扩散,也包括电位梯度电位差引起的迁移扩散。恒疙刮暇搂幅彤乎圆靴妄末磷词犹拥六命尔断骋荚瞎饵缄耀鲸羌番具柯馈工业纯钛的热氧化研究工业纯钛的热氧化研究金属热氧化热力学规律氧化过程中，金属与氧发生反应的速度相对于动力学生长速度往往要快得多，体系多处于热力学平衡状态。由于氧化反应大都发生在恒温恒压下，因此涉及体系的热力学参量最重要的有三个：温度（T）、压力（p）和吉布斯（

7、Gibbs）自由能（G）。考虑一种金属与氧的反应，反应式为：当时,<0，反应向生成方向进行；当时，=0，反应处于平衡状态；当时，>0，反应向分解方向进行。符碾式望傲值它徊垃但乳颐境希刃存醇撅蚊饥滨础疵鹊驯构附廊钞捞你拘工业纯钛的热氧化研究工业纯钛的热氧化研究金属热氧化动力学规律不同的金属或同一金属在不同温度下，其遵循的氧化规律不同。氧化规律是将氧化增重或氧化膜厚度随时间的变化用数学式表达的一种形式。而氧化速度则是单位时间内氧化增重或氧化膜厚度的变化。总结众多的金属和合金的氧化规律，发现他们基本地

8、可以分为如下5类：沟磁韧力鞋层蜀埂钦干厚捻御挖振昧刨熙旱嚷筒陋光畏尤寅螟耗思眠晚代工业纯钛的热氧化研究工业纯钛的热氧化研究直线规律氧化增重与时间成正比抛物线规律氧化增重或氧化膜厚度的平方与时间成正比立方规律氧化增重或氧化膜厚度的平方与时间成正比对数规律当金属在低温（一般低于300~400℃）氧化时或在氧化初始阶段，这是氧化膜甚薄（小于5nm），氧化动力学有可能遵从对数规律反对数规律和对数规律发生的情况相同蠕鼎忱兔震帅狼浅废桃籽掩狡更往慎蚕醚拟墩诵稗共只碳梅簇支诱提甸伞工业纯钛的热氧化研究工业纯钛