3.5.2. Процессы окисления и испарения окисла

Процессы окисления и испарения окисла могут протекать значительно быстрее, чем процесс испарения основного металла. Например, так обстоит дело в случае, с которого мы начали рассмотрение реакций на поверхности, — система молибден кислород. Аналогично ведет себя вольфрам, и если у работающей осветительной лампы лопнул баллон, то нить «перегорает» именно химическим путем, и на баллоне оседает белый слоя окиси вольфрама. В процессах, происходящих на поверхности, активно участвуй ют атомы, диффундирующие из глубины. В частности, если диффундирует кислород, то получающиеся на поверхности молекулы окисла испаряются быстрее, чем толстый слой того же окисла. При любых поверхностных реакциях ослабляются связи атомов с решеткой и увеличиваются скорости их испарения, даже если сами эти атомы участия в реакциях не принимают. Так это происходит при взаимодействии кислорода и водород на меди или углерода и кислорода на никеле — скорость испарения меди и никеля в этих случаях возрастает.

Окисленный титан становится чистым при нагреве в вакууме до такой температуры, при которой окись титана еще заметно испаряется. Титан очищается за счет растворения поверхностного кислорода в своем объеме, и при этом происходит сильное испарение титана. Избыток титана, образующийся в окисле при диффузии из него кислорода в объем металла, быстро испаряется в вакуум. Вообще окисление металлов — процесс очень непростой. Например, считалось, что если пленка окисла, образовавшегося на металле, не лопается и не пропускает кислород по трещинам к металлу, а сплошной броней отгораживает его от атмосферы, то процесс окисления замедляется при росте окисной пленки на металле, так как для протекания реакции либо металл должен продиффундировать сквозь слой окисла к кислороду атмосферы либо кислород — сквозь слой окисла к металлу. А с увеличение толщины слоя окисла диффузия замедляется. Между и коэффициент диффузии алюминия в окиси алюминия весьм велик, и поэтому пленка окиси алюминия не может, к аз алое бы, эффективно защищать его от окисления. В чем же дело1 Для взаимодействия с алюминием кислород прежде всего должен сорбироваться поверхностью окисла. Сорбируется о* в виде ионов О", а подходит к поверхности в виде нейтраль­ных молекул 0₂. Электрон для ионизации кислород должен «добыть» из слоя окисла, куда этот электрон попадает из металла. Однако проводимость окиси алюминия очень ма­ла, поэтому кислороду трудно сорбироваться по ней, и это резко замедляет окисление алюминия.

Это объяснение было получено всего лишь несколько лет назад *).

*) Мойзхес Б. Я. О защитном действии окисной пленки на ал юг нии.— ^фтТ, 1984, т. 26, № 2, с 5М-577.