氧化膜

冶金术语之一
金属钝化理论认为,钝化是由于表面生成覆盖性良好的致密的钝化膜;大多数钝化膜是由金属氧化物组成,故称氧化膜。[1]氧化膜厚度一般为10-9~10-10m;一些还原性阴离子,如Cl-对氧化膜破坏作用较大。[2]
氧化膜通常是沉积在金属表面的一层薄层,该金属在材料周围的空气或湿气的作用下发生氧化反应;这些氧化膜是自然产生的高度活性的材料从电系的顶部;然而,这些氧化膜可以通过将材料表面暴露在受控的氧气和温度水平下的化学方法产生;氧化膜用于通过防止进一步的反应来减少材料表面的腐蚀,有些金属氧化物薄膜用于制造电阻器晶体管[3]氧化膜在热氧化、化学氧化、阳极氧化和氮化等不同的氧化工艺下表面会呈现不同的颜色。[4]
氧化膜内层含有二价锌和三价铬元素结合而成的ZnCr2O4,同时存在较高含量的ZnO和ZnFe2O4;ZnCr2O4与ZnFe2O4均为尖晶石结构,可以在基体表面形成致密的氧化层。[5]高温合金或高温防护涂层的抗氧化性能就依赖于表面能否形成一层致密、完整的氧化膜;因氧化膜内普遍存在的应力,往往导致氧化膜发生开裂和剥落,致使氧化膜丧失保护作用,所以氧化膜内应力是决定氧化膜完整性的重要因素。[6]

产生和释放

高温合金或高温防护涂层的抗氧化性能依赖于表面能否形成一层致密、完整的氧化膜。氧化膜内应力是决定氧化膜完整性的重要因素。这是因为氧化膜内普遍存在的应力,往往导致氧化膜发生开裂和剥落,致使氧化膜丧失保护作用。通过对氧化膜应力的研究,可以了解氧化膜破裂机理,进而达到改善氧化膜抗剥落性从而提高金属材料或防护涂层的抗氧化性能的目的。