Reguły Pillinga i Bedwortha

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania

Reguły Pillinga i Bedwortha (PB), w korozji metali, reguły służące do przewidywania czy warstwa tlenku stworzona przez korozję metalu w suchym powietrzu (lub zgorzelina) będzie zwarta i przez to będzie powodowała zmniejszenie szybkości korozji tego metalu lub jego pasywację. Zaproponowane w 1923 roku przez N.B. Pillinga oraz R.E. Bedwortha[1], stąd nazwa.

Definicja współczynnika PB[edytuj | edytuj kod]

W regule tej stosuje się stosunek objętości komórki elementarnej w sieci krystalicznej tlenku do objętości komórki elementarnej dopowiadającej stechiometrycznej ilości metalu z którego tlenek tej jest tworzony, zwany stosunkiem (lub współczynnikiem) PB:

\mathrm{R_{PB} =\frac{V_{tlenek}}{V_{metal}}= \frac{ M_{tlenek} \cdot \rho_{metal}} {n \cdot M_{metal} \cdot \rho_{tlenek}} }

gdzie:

  • RPB - stosunek (lub współczynnik) Pillinga - Bedwortha
  • M - masa atomowa lub molekularna,
  • n - liczba atomów metalu w jednej molekule tlenku
  • ρ - gęstość, oraz
  • V - objętość molowa.

Użycie[edytuj | edytuj kod]

W zależności od wyliczonego stosunku RPB:

  • RPB < 1: warstwa tlenku jest przerwana i nie zabezpiecza przed korozją (np. wapń, magnez)
  • RPB > 2: warstwa tlenku ma tendencję do odrywania się i nie zabezpiecza przed korozją (np żelazo)
  • RPB = 1… 2: warstwa tlenku zabezpiecza przed korozją (np. aluminium, tytan, cyrkon, stale zawierające chrom).

Znanych jest wiele wyjątków od tych reguł. Wiele z nich ma związek z mechanizmem wzrostu tlenku: teoria PB zakłada, że tlen musi być przetransportowany przez warstwę tlenku metalu do powierzchni tlenek-metal; jednakże w rzeczywistości jony metalu mogą dyfundować do powierzchni tlenek-atmosfera.

Przypisy

  1. N.B. Pilling, R. E. Bedworth, "The Oxidation of Metals at High Temperatures". J. Inst. Met 29 (1923), p. 529-591.