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合金材料氧化过程中应变界面的形成哪些影响

合金材料氧化过程中应变界面的形成需要额外的能量来进一步进行氧化反应,这成为O2中氧化物生长的主要因素。在H2O氧化过程中,这种应变由于非共格界面的形成而变缓和。基于原位HRTEM应变图证实,在O2氧化过程中,氧化物和合金基体之间的界面处积累了相当大的应变,而H2O氧化的应变分布则相对温和且均匀。这些不同的应变程度对随后的生长动力学有直接的影响。

电热合金


我们通过比较计算在一段时间内合金材料形成的氧化物层,初步量化了两种环境中的氧化物生长速率。通过实时HRTEM成像,我们还可以区分“向外氧化”,即在初始合金表面添加表面氧化层,与“向内氧化”,即在初始合金基体中或其下方加入氧原子形成氧化物。前者以O和金属原子的表面扩散为主,后者以O向合金-氧化物界面的扩散为主。假设氧化层均匀生长,与O2相比,H2O中向内氧化速度更快。而两种情况下,向外氧化没有明显差异。

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合金氧化物界面的应变分析及O2和H2O初始氧化Ni-Al的动力学。O2形成氧化物-合金界面的HRTEM图像。在O2中形成的氧化物-合金界面的应变图。合金材料在H2O中形成的氧化物-合金界面的HRTEM图像。在H2O中形成的氧化物-合金界面的应变图。通过在同一时间内,测量的初始氧化动力学。


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