Оксидные пленки: 7.2.8. Оксидные пленки на поверхности железа

Содержание

Технология ученых Пермского Политеха поможет избежать дефектов при производстве деталей самолетов

1475

Добавить в закладки

Для производства деталей газотурбинных авиадвигателей используют индукционную плавку. На поверхности расплава могут образовываться оксидные пленки, которые приводят к браку изделий. Ученые Пермского Политеха предложили технологию, которая предотвратит их образование. Разработка повысит качество изделий в авиастроительной отрасли, считают исследователи.


Оксидные пленки на поверхности расплава при индукционной плавке


 

Результаты работы ученые опубликовали в Journal of Engineering Physics and Thermophysics (1-й квартиль) и «Инженерно-физическом журнале». Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования России в рамках реализации программы деятельности Пермского НОЦ мирового уровня «Рациональное недропользование». Ранее проект также получил финансирование в рамках госзадания, гранта РФФИ и МИГ ООО «Математические модели сплошных сред».

– При использовании индукционных технологий металл разогревается и плавится с помощью переменного магнитного поля. Оно не только греет его, но и перемешивает расплав. С помощью математического моделирования мы изучили, как переменное магнитное поле влияет на движение расплава и образование оксидных пленок на его поверхности. Это позволило найти технологический режим, при котором можно удалять пленки в процессе плавки. Для этого мы выбрали оптимальную конструкцию индуктора, частоту и напряженность переменного магнитного поля, – рассказывает один из разработчиков, доцент кафедры общей физики Пермского Политеха, кандидат технических наук Илларион Никулин.

По словам ученых, брак изделий из-за оксидных пленок – достаточно актуальная проблема. Они чаще образуются на никелевых сплавах, которые содержат алюминий и хром. Кроме того, оксидные пленки могут искажать показания приборов для измерения температуры расплава.  

Исследователи разработали математическую модель, которая описывает напряженное состояние оксидной пленки на поверхности расплава при различных параметрах переменного магнитного поля. Ученые исследовали структуру течений расплава, его состояние при различных режимах плавки и его взаимодействие с пленкой. Вычислительный эксперимент показал корректность работы матмодели. 

– С помощью методов вычислительного эксперимента мы нашли возможности удаления оксидной пленки с поверхности металла. Далее мы планируем провести натурные эксперименты для уточнения конкретных параметров, а также создать устройство, которое позволит очищать поверхность расплава, – поясняет научный руководитель разработчика, заведующий кафедрой общей физики Пермского Политеха, доктор физико-математических наук, доцент Анатолий Перминов.

Уникальность исследования пермских ученых заключается в учете множества факторов: связанных электромагнитных полей, гидродинамики движущегося расплава, теплового излучения, деформирования пленки вязкими силами со стороны расплава и ее влияния на течение металла.  

Технологию ученых Пермского Политеха можно будет применять в металлургической и машиностроительной отраслях. Она сможет усовершенствовать процессы плавки и последующей термообработки отлитых деталей.

 

Информация и фото предоставлены пресс-службой Пермского Политеха

Разместила Ирина Усик

Пермский Политех
математическая модель
оксидные пленки

Информация предоставлена Информационным агентством «Научная Россия». Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано
Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.

Оксидные пленки металлов. Устойчивость оксидных — коррозионных пленок (ржавчин) на поверхностях металлов. Отношение объемов оксида и металла для металлов. Линейные коэффициенты теплового расширения металлов и их оксидов.


Раздел недели: Плоские фигуры. Свойства, стороны, углы, признаки, периметры, равенства, подобия, хорды, секторы, площади и т.д.

Поиск на сайте DPVA

Поставщики оборудования

Полезные ссылки

О проекте

Обратная связь

Ответы на вопросы.

Оглавление

Таблицы DPVA.ru — Инженерный Справочник

Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru:  главная страница / / Техническая информация/ / Инженерное ремесло/ / Защита от воздействия окружающей среды. Коррозия. Климатические исполнения / / Оксидные пленки металлов. Устойчивость оксидных — коррозионных пленок (ржавчин) на поверхностях металлов. Отношение объемов оксида и металла для металлов. Линейные коэффициенты теплового расширения металлов и их оксидов.

Поделиться:   






Оксидные пленки металлов.

Устойчивость оксидных — коррозионных пленок (ржавчин) на поверхностях металлов. Отношение объемов оксида и металла для металлов. Линейные коэффициенты теплового расширения металлов и их оксидов.

Таблица. Отношение объемов оксида и металла для некоторых металлов. Что происходит с объемом металла при окислении (коррозии). Меняет ли (увеличивает или уменьшает) ржавчина (оксидная пленка) объем металла, металлической детали. Защитные свойства оксидных пленок.

Очевидно, что при Vоксида/Vметалла >1 пленка оксида получается сплошной а при Vоксида/Vметалла < 1 — нет.














МеталлОксидVоксида/VметаллаМеталлОксидVоксида/VметаллаМеталлОксидVоксида/Vметалла
Li — ЛитийLi2O0,57Cd — КадмийCdO1,27Mo — МолибденMoO22,18
Na — НатрийNa2O0,59U — УранUO21,96MoMoO33,45
K — КалийK2O0,48UU2O33,12W — ВольфрамWO21,86
Mg — МагнийMgO0,79Al — АлюминийAl2O31,31WWO33,36
Ca — КальцийCaO0,63Ti — ТитанTiO21,76Fe — ЖелезоFeO1,77
Sr — СурьмаSrO0,66Zr — ЦирконийZrO21,60FeFe3O42,09
Ba — БарийBaO0,73Sn — ОловоSnO21,33FeFe2O32,14
Cu — МедьCu2O1,67Pb — СвинецPbO1,15Co — КобальтCoO1,75
CuCuO1,74Nb — НиобийNbO1,57CoCo3O42,00
Ag — СереброAg2O1,58NbNb2O32,81CoCo2O32,42
Be — БеррилийBeO1,67Ta — ТанталTa2O52,32Ni — НикельNiO1,52
Zn — ЦинкZno1,58Cr — ХромCr2O32,02Pt — ПлатинаPtO1,56

Справочно: Плотность. Удельный вес. Насыпная плотность. Объемный вес. Вес — различные вещества и среды.

Таблица. Линейные коэффициенты теплового расширения

αt = dl/ldt металлов и их оксидов. Устойчивость оксидных пленок на металлах при нагревании и охлаждении. Сохряняется ли ржавчина (оксидная пленка) на металлах при изменении температуры.

















Металлαt *106,град-1Оксидαt *106,град-1
Al22,9Al2O38,0
Be16,8BeO9,5
Ca22CaO13,7
Cr8,1Cr2O39,6
Сu16,6 (31 для монокристалла )CuO5-10 (3 для -200°C)
Fe11,2FeO13,4
Mg25,1MgO15,7
Mn21,6MnO11,0
Ni12,4NiO12,6
Si3,6SiO24,3
Sn20,3SnO24
Th12,3ThO29,7
Ti8,4TiO28,2
U14,5UO210,0
Zr5ZrO28,0

Справочно: Коэффициенты теплового линейного расширения, теплового объемного расширения. Температурные коэффициенты линейного и объемного расширения.

  • *Источники: в основном, но не только:
    • Семенова И.В., Флорианович Г.М., Хорошилов А.В. Коррозия и защита от коррозии. Физматлит 2006.

    • Авдеенко А.П., Поляков А.Е., Юсина А.Л., Гончарова С.А. Коррозия и защита металлов. ДГМА, 2004.

    • Size Effect of the Thermal Expansion of Nanostructural Copper Oxide I.B. Krynetski, B.A. Gizhevsk, S.V. Naumov, E.A. Kozlov, 2008 Fizika Tverdogo Tela



Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:

Дополнительная информация от Инженерного cправочника DPVA, а именно — другие подразделы данного раздела:


Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:

Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста.

Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста.

Коды баннеров проекта DPVA.ru
Начинка: KJR Publisiers

Консультации и техническая
поддержка сайта: Zavarka Team

 Проект является некоммерческим. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владельцы сайта www.dpva.ru не несут никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной с этого интернет-ресурса.
Free xml sitemap generator

Платформа для изготовления и переноса оксидных пленок

  • НОВОСТИ И ОБЗОРЫ

Методом, основанным на поверхностно-модифицированных подложках, выращены кристаллические пленки технологически полезных оксидных материалов. В отличие от обычных оксидных пленок, они легко переносятся на любой материал.

  • Ацуши Цукадзаки 0

  1. Ацуши Цукадзаки

    1. Ацуши Цукадзаки работает в Институте исследования материалов Университета Тохоку, Сендай 980-8577, Япония.

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed
    Google ученый

Неорганические соединения, содержащие кислород и не менее двух других элементов, известны как сложные оксиды. Кристаллические пленки этих соединений обладают желаемыми свойствами, такими как сверхпроводимость, магнетизм и сегнетоэлектричество (спонтанная электрическая поляризация), и могут быть использованы в устройствах следующего поколения 1 – 3 , если они могут быть интегрированы с зрелыми технологиями устройств. Интеграция обычно достигается путем выращивания пленок на совместимых подложках с использованием метода, называемого эпитаксией, но этот подход работает только для относительно ограниченных систем материалов. За последние несколько лет были изготовлены отдельно стоящие мембраны из некоторых оксидов 4 , 5 путем удаления эпитаксиальных пленок с подложек с использованием процесса, получившего название химического отрыва. Теперь пишу в Натура , Кум и др. 6 сообщают об универсальном методе изготовления широкого спектра сложных оксидных пленок, которые можно легко перенести на любой материал.

Варианты доступа

Подписаться на журнал

Получить полный доступ к журналу на 1 год

199,00 €

всего 3,90 € за выпуск

Подписаться

Расчет налогов будет завершен во время оформления заказа.

Купить статью

Получите ограниченный по времени или полный доступ к статье на ReadCube.

32,00 $

Купить

Все цены указаны без учета стоимости.

Природа 578 , 41-42 (2020)

doi: https://doi.org/10.1038/d41586-020-00206-1

Ссылки

  1. Ramesh, R. & Schlom, D.G. MRS Bull. 33 , 1006–1014 (2008).

    Артикул

    Google ученый

  2. Шлом, Д. Г., Чен, Л.-К., Пан, X., Шмель, А. и Цурбухен, М. А. J. Am. Керам. соц. 91 , 2429–2454 (2008).

    Артикул

    Google ученый

  3. Hwang, H. Y. и др. Природа Материя. 11 , 103–113 (2012).

    Артикул
    пабмед

    Google ученый

  4. Лу, Д. и др. Природа Матери. 15 , 1255–1260 (2016).

    Артикул
    пабмед

    Google ученый

  5. Ji, D. и др. Природа 570 , 87–90 (2019).

    Артикул
    пабмед

    Google ученый

  6. Кум, Х. С. и др. Природа 578 , 75–81 (2020).

    Артикул

    Google ученый

  7. Ким Ю. и др. Природа 544 , 340–343 (2017).

    Артикул
    пабмед

    Google ученый

  8. Kong, W. и др. Природа Материя. 17 , 999–1004 (2018).

    Артикул
    пабмед

    Google ученый

  9. Бэ, С.-Х. и др. Природа Материя. 18 , 550–560 (2019).

    Артикул
    пабмед

    Google ученый

  10. Токура Ю., Кавасаки М. и Нагаоса Н. Nature Phys. 13 , 1056–1068 (2017).

    Артикул

    Google ученый

Скачать ссылки

  • Читать статью: Гетерогенная интеграция монокристаллических сложных оксидных мембран

  • Структурно нестабильный полупроводник, стабилизированный и усиленный деформацией

  • Как сделать максимально тонкие отдельно стоящие листы из перовскитовых материалов

  • Просмотреть все новости и просмотры

Субъекты

  • Материаловедение
  • Физика конденсированного состояния

Последнее:

Пленки анодного оксида, содержащие Ca и P из титанового биоматериала

Сохранить цитату в файл

Формат:

Резюме (текст)PubMedPMIDAbstract (текст)CSV

Добавить в коллекции

  • Создать новую коллекцию
  • Добавить в существующую коллекцию

Назовите свою коллекцию:

Имя должно содержать менее 100 символов

Выберите коллекцию:

Невозможно загрузить вашу коллекцию из-за ошибки
Повторите попытку

Добавить в мою библиографию

  • Моя библиография

Не удалось загрузить делегатов из-за ошибки
Повторите попытку

Ваш сохраненный поиск

Название сохраненного поиска:

Условия поиска:

Тестовые условия поиска

Эл. адрес:

(изменить)

Который день?

Первое воскресеньеПервый понедельникПервый вторникПервая средаПервый четвергПервая пятницаПервая субботаПервый деньПервый рабочий день

Который день?

ВоскресеньеПонедельникВторникСредаЧетвергПятницаСуббота

Формат отчета:

SummarySummary (text)AbstractAbstract (text)PubMed

Отправить максимум:

1 шт. 5 шт. 10 шт. 20 шт. 50 шт. 100 шт. 200 шт.

Отправить, даже если нет новых результатов

Необязательный текст в электронном письме:

Создайте файл для внешнего программного обеспечения для управления цитированием

Полнотекстовые ссылки

Эльзевир Наука

Полнотекстовые ссылки

. 2001 августа; 22 (16): 2199-206.

doi: 10.1016/s0142-9612(00)00394-x.

Х Чжу
1
 , KH Kim, Y Jeong

принадлежность

  • 1 Институт исследования биоматериалов и кафедра стоматологических биоматериалов, Колледж стоматологии, Национальный университет Кёнпук, Чун-Гу, Тэгу, Южная Корея. [email protected]

  • PMID:

    11456059

  • DOI:

    10.1016/с0142-9612(00)00394-х

X Чжу и др.

Биоматериалы.

2001 авг.

. 2001 августа; 22 (16): 2199-206.

дои: 10.1016/s0142-9612(00)00394-х.

Авторы

Х Чжу
1
 , К. Х. Ким, И Чон

принадлежность

  • 1 Институт исследования биоматериалов и кафедра стоматологических биоматериалов, Колледж стоматологии, Национальный университет Кёнпук, Чун-Гу, Тэгу, Южная Корея. [email protected]

  • PMID:

    11456059

  • DOI:

    10.1016/с0142-9612(00)00394-х

Абстрактный

Анодное окисление и оксидные пленки титана в новом электролите из глицерофосфата кальция (Са-ГФ) и ацетата кальция (СА) исследовали методами гальваностата, СЭМ, РФА и РСМА. Анодная оксидная пленка имеет пористость, среднюю шероховатость и высокую степень кристалличности. Также оксидная пленка обогащена кальцием и фосфором и имеет большую толщину без микротрещин. По поверхностным свойствам оксидной пленки оптимальными условиями были концентрация электролита 0,02 М Са-ГП и 0,15 М Са, плотность тока и конечное напряжение 70 А/м2 и ок. 350 В. Оксидная пленка, образующаяся в условиях 0,98 микрон (Ra) шероховатый, 5-7 микрон толщиной, приклеивается к основной подложке и имеет отношение Ca/P около 1,67 в оксидной пленке.

Похожие статьи

  • Формирование и характеристика пленок анодного оксида титана, содержащих Ca и P.

    Исидзава Х., Огино М.
    Исизава Х. и др.
    J Biomed Mater Res. 1995 янв; 29 (1): 65-72. doi: 10.1002/jbm.8202

    .
    J Biomed Mater Res. 1995.

    PMID: 7713960

  • Поверхностные характеристики и структура пленок анодного оксида, содержащих Ca и P, на материале титанового имплантата.

    Чжу С., Онг Д.Л., Ким С., Ким К.
    Чжу X и др.
    J Biomed Mater Res. 2002 г., май; 60 (2): 333-8. дои: 10.1002/jbm.10105.
    J Biomed Mater Res. 2002.

    PMID: 11857441

  • Ниобий, обработанный плазменно-электролитическим оксидированием с электролитами кальция и фосфора.

    Перейра Б.Л., да Луз А.Р., Лепиенски К.М., Маццаро ​​И., Куромото Н.К.
    Перейра Б.Л. и соавт.
    J Mech Behav Biomed Mater. 2018 Январь; 77: 347-352. doi: 10.1016/j.jmbbm.2017.08.010. Epub 2017 5 августа.
    J Mech Behav Biomed Mater. 2018.

    PMID: 28965041

  • Анализ поверхности пленок анодного оксида, содержащего фосфор, на титане.

    Zhu X, Kim K, Ong JL, Jeong Y.
    Чжу X и др.
    Оральные челюстно-лицевые имплантаты Int J. 2002 г., май-июнь; 17(3):331-6.
    Оральные челюстно-лицевые имплантаты Int J. 2002.

    PMID: 12074447

  • Включение Ca, P и Si в биоактивные покрытия, полученные плазменно-электролитическим окислением: роль концентрации электролита и продолжительности обработки.

    Маркес Ида С., да Круз Н.К., Ландерс Р., Юань Дж. К., Мескита М. Ф., Сукотьо С., Мэтью М. Т., Барао В. А.
    Маркес Ида С. и др.
    Биоинтерфазы. 2015 7 декабря; 10 (4): 041002. дои: 10.1116/1.4932579.
    Биоинтерфазы. 2015.

    PMID: 26446191

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

  • Быстрая структурная регуляция, механизм индукции апатита и in vivo исследование гидротермально обработанного покрытия из диоксида титана с помощью микроволнового излучения.

    Чен Л., Рен Дж., Ху Н., Ду К., Вэй Д.
    Чен Л. и др.
    RSC Adv. 2021 12 февраля; 11 (13): 7305-7317. doi: 10.1039/d0ra08511a. Электронная коллекция 2021 10 февраля.
    RSC Adv. 2021.

    PMID: 35423257
    Бесплатная статья ЧВК.

  • Модификация поверхности биомедицинского титана и титановых сплавов: обзор текущих достижений.

    Сюй Дж., Чжан Дж., Ши Й., Тан Дж., Хуан Д., Ян М., Даргуш М.С.
    Сюй Дж. и др.
    Материалы (Базель). 2022 25 февраля; 15 (5): 1749. дои: 10.3390/ma15051749.
    Материалы (Базель). 2022.

    PMID: 35268983
    Бесплатная статья ЧВК.

    Обзор.

  • In Vitro Биологическая характеристика легированного серебром анодного оксидного покрытия на титане.

    Олешко О., Любчак И., Гусак Ю. , Корниенко В., Юсупова А., Олешко Т., Банасюк Р., Шкодо М., Матрос-Таранец И., Казек-Кесик А., Симка В., Погорелов М.
    Олешко О, и др.
    Материалы (Базель). 2020 30 сентября; 13 (19): 4359. дои: 10.3390/ma13194359.
    Материалы (Базель). 2020.

    PMID: 33008012
    Бесплатная статья ЧВК.

  • Сравнительный анализ между коротким стержнем и обычным бедренным стержнем у пациентов с остеонекрозом головки бедренной кости: стержень Meta и стержень Excia.

    Ким С.С., Ким Х.Дж., Ким К.В., Юнг Ю.Х., Хео С.И.
    Ким С.С. и др.
    Ортоп Хирург. 2020 июнь; 12 (3): 819-826. doi: 10.1111/os.12684. Эпаб 2020 29 мая.
    Ортоп Хирург. 2020.

    PMID: 32469158
    Бесплатная статья ЧВК.

    Клиническое испытание.

  • Поверхностные свойства и биоактивность TiO 2 Массив нанотрубок, полученный двухстадийным анодным окислением, для биомедицинских применений.

Copyright MyCorp © 2021