Reguły Pillinga i Bedwortha

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Reguły Pillinga i Bedwortha (PBR, z ang. Pilling–Bedworth ratio[1]) – reguły służące do przewidywania czy zgorzelina lub warstwa tlenku wytworzona podczas korozji metalu w suchym powietrzu będzie zwarta i przez to będzie powodowała zmniejszenie szybkości korozji tego metalu lub jego pasywację. Zaproponowane zostały w 1923 roku przez N.B. Pillinga i R.E. Bedwortha[2].

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{PBR =\frac{V_{tlenek}}{V_{metal}}= \frac{ M_{tlenek} \cdot \rho_{metal}} {n \cdot M_{metal} \cdot \rho_{tlenek}} }

gdzie:

Użycie[edytuj | edytuj kod]

Większość metali ma PBR >1, natomiast metale alkaliczne i ziem alkalicznych mają PBR < 1[1].

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.

Przykładowe wartości PBR[1]

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. 1,0 1,1 1,2 Laurel M. Sheppard. Using "corrosion" to make ceramics. „Chemical Innovation”. 31 (11), s. 23–30, 2001. 
  2. N.B. Pilling, R. E. Bedworth. The Oxidation of Metals at High Temperatures. „J. Inst. Met.”. 29, s. 530–591, 1923.