Исследование взаимодействия ванадия, ниобия и тантала с пучками молекулярного и атомарного кислорода тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

гго ол

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

РАСПОПОВ Сергей Алексеевич

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВАНАДИЯ, НИОБИЯ И ТАНТАЛА С ПУЧКАМИ МОЛЕКУЛЯРНОГО И АТОМАРНОГО КИСЛОРОДА

(специальность 02.00.04 — физическая химия)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Минск — 1993 г.

Работа выполнена в Белорусском государственном университете

Научный руководитель: доктор химических наук

профессор A.A. Вечер

Официальные оппоненты: доктор химических наук профессор Баев А.К.

кандидат фязико- математических наук, доцент Федотов А.К.

Ведущая организация: Институт проблем материаловедения

АН Украины.

Защита диссертации состоится •2 - OL 1994 г. В 10 часов на заседании специализированного Совета Л 056.03.04 при Белорусском государственном университете (220050, Минск, просп. Ф. Скорины, 4, Белорусский государственный университет).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Белорусского государственного университета.

Авторе$ерат разослан " /2. 1593 Г-

Ученый секретарь специализированного U

Совета, доктор химических наук OJ/Jyn /Ji.il. Круль/

Актуальность темы. - Исследования окисления материалов в атомарном кислороде представляют интерес прежде всего для космической техники, поскольку атомарный кислород является основным компонентом разреженной атмосферы на низких околоземных орбитах (200- 300 км) и, как показали испытания на лабораторных установках и в условиях космических полетов, химическое взаимодействие различных материалов с атомарным кислородом происходит значительно активнее, чем с молекулярным и является главной причиной их разрушения в ходе полета.

Наряду с другими материалам, металлы VB. группы (особенно МЬ и Та) и сплавы на их основе используются не только в различных конструкциях космических аппаратов, но также в плазмохимических установках и новейших реактивных двигателях, где атомарный кислород также присутствует в значительных концентрациях.

Кроме того, такие исследования интересны и в чисто научном плане» поскольку позволяют подробнее изучить механизмы реакций окисления, а для некоторых материалов (Мо, W, Pt) было обнаружено, что механизм окисления в атомарном кислороде отличен от того, который наблюдается в молекулярном кислороде.

Цель работы состояла в том, чтобы исследовать окисление (главным образом кинетику) металлов VB группы в молекулярном и диссоциированном (степень диссоциации 4.5 - 45 %) кислороде при температурах 773 - 1573 К и давлении кислорода Ю-2 - Ю-1 Па, определить, насколько ускоряется окисление в присутствии атомарного кислорода, а так»' по возможности установить механизмы реакций окисления.

На-чная новизна. Впервые исследовано окисление ванадия, ниобия и сплава НЦУ (Nb - I ат.Х Zr - 0.7 ат.% С) в атомарном кислороде. Окисление тантала в атомарном кислороде ранее исследовалось при гораздо более высоких температурах (2400 -2800 К), т.е. в условиях, кот образующиеся оксиды (ТаО, Та02)

сразу же испаряются и поверхность ооразца не покрывается оксидной пленкой, мы же исследовали область температур 773 -1573 К» когда оксидная пленка образуется и изучили кинетику ее роста.

Показано, что окисление металлов VB группы в атомарном кислороде как на стадии растворения кислорода в металлах, так и на стадии роста оксидной пленки происходит существенно быстрее, чем в молекулярном кислороде, особенно при оолее низких температурах.

Наши исследования также расширили температурный интервал, в котором исследовано окисление металлов VB группы в молекулярном кислороде при давлении ниже O.I Па, в сторону Оолее низких температур.

Благодаря использованию измерений параметра решетки металла и элбктросопротивления для контроля за окислением металлического ооразца. удалось наблюдать превышение предела растворимости кислорода в ниобии и НЦУ по всему образцу к моменту ^оразования поверхностной оксидной пленки и последующее снижение концентрации растворенного в металле кислорода до достижения равновесного состояния.

С помощью измерений параметра решетки и микротвердости металлических образцов обнаружено, что при 773-873 К растворенный кислород весьма неравномерно распределяется по толщине образца (начальная толщина 100 - 150 мкм) и поверхность сильно пересыщается растворенным кислородом, если окисление происходит в диссоциированном кислороде, в молекулярном кислороде этого не наблюдается.

Показано, что механизмы реакций окисления металлов VB гругпы в атомарном кислороде аналогичны тем, которые наблюдаются в молекулярном кислороде, но атомы кислорода гораздо быстрее хемосорбируются на поверхности металла или оксида, что приводит

к увеличению скорости окисления и к описанному вше пересыщению поверхности образцов кислородом при 773 - 873 К.

Показано, что скорость роста оксидной пленки на тантале контролируется реакцией тантала с хемосорбированшм кислородом (механизм Ленгмюра - Хиншельвуда) и в случае молекулярного кислорода пропорциональна квадратному корню из плотности падающего на поверхность образца потока, тот же механизм наблюдается и в диссоциированном кислороде.

На температурной зависимости скорости роста оксидной пленки на тантале как в случае молекулярного, так и в случае диссоциированного кислорода оонаружен минимум при 1473 К, связанный, вероятно, с началом образования высокотемпературной фазы о-Та20^.

Показано, что скорость роста оксидов ниобия очень слабо зависит от плотности падающего потока молекул, но существенно возрастает с увеличением степени диссоциации кислорода.

Практическая значимость. Полученные данные по кинетике окисления металлов УВ группы в диссоциированном кислороде могут быть использованы для оценки надежности и срока службы изготовленных из данных материалов конструкций космических аппаратов, вынесенных в открытый космос, а также других конструкций, контактирующих с атомарным кислородом (деталей плазмохимических установок, реактивных двигателей и т.д.). Показано, что воздействие атомарного кислорода может значительно ускорить окислительное разрушение данных

материалов, особенно при относительно невысоких температурах.

Апробация работы. По теме диссертации опубликовано 3 научных

статьи и I тез"сы докладов. Материалы дис ертации докладывались на XI Всесоюзном совещании по кинетике и механизму химических реакций в твердом теле (Минск, 1992 г.) и научной конференции НИМ физико - химических проблем и химического факультет-Белорусского государственного университета (октябрь 1993 г.).

Структура и обьем диссертации. Диссертационная работа

содержит 115 страниц машинописного текста, в том числе 54 рисунка. 23 таблицы и список цитированной литературы из 41 наименования. Текст диссертации состоит из введения, трех глав, в которых представлены обзор литературы, методика эксперимента, экспериментальные результаты и обсуждение, а также выводов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ FAGOTU

Глава I. Обзор предыдущих исследований.

В данной главе рассматриваются результаты, полученные при исследованиях окисления некоторых металлов (Та, Mo, W) в атаманом кислороде и окисления металлов VB группы в молекулярном кислороде при низких давлениях, а также результаты исследования предельной растворимости кислорода в металлах VB группы и влияния растворенного кислорода на некоторые свойства металлов (электросопртивление, параметр кристаллической решетки, микротвердость).

Отмечается, что из металлов VB группы только считал был предметом исследований его окисления в атомарном кислороде, причем эти эксперименты были проведены при условиях, когда образующиеся окс/ад <ТаО, Та02) испарялись сразу же после образования и металлическая поверхность оставалась свободной от оксидной пленки, то есть при гораздо более высоких температурах (2400 - 2800 К). При этих условиях вероятность хемосорбции атомарного кислорода близка к I, что примерно вдвое выше, чем в случае молекулярного кислорода. Наблюдаемая кинетика образования оксидов свидетельствует о том, что, как и в случае молекулярного кислорода', реализуется механизм Ленгксра -Хкншельвуда.

При исследовании окисления Мо и W в ато.ирном кислороде было установлено, что различие вероятностей реакции данных металлов с атомарным и молекулярным кислородом при относительно более

-б"-

низких температурах (ниже 1200 - 1450 К) может достигать двух порядков. Кроме того, по мнению авторов, механизм реакции в случае атомарного кислорода отличен от того, который наблюдается в случае молекулярного, то есть в атомарном кислороде образование оксидов происходит засчет соударения атома кислорода из газовой фазы с хемосороированным атомом (механизм Ридейля). В нашей работе молибден был использован для отработки методики и проведения предварительных экспериментов.

Окисление металлов УВ группы в молекулярном кислороде, в том числе и при низких давлениях, исследовано значительно полнее. Процесс окисления разделяется на несколько кинетических стадий. При давлениях ниже I Па первая из них связана с растворением кислорода в металле и ее скорость контролируется хемосорбцией кислорода на поверхности, на последующих стадиях происходит рост различных оксидных фаз и скорость может определяться либо реакциями, происходящими на поверхности оксидной пленки, либо диффузией реагентов через оксидную пленку. Картина усложняется при более высоких давлениях, поскольку наблюдается большое разнообразие кинетических стадий, каждая из которых релизуется в определенном интервале температур, давлений кислорода и времени окисления.

Рассматриваются также явления, наблюдаемые при растворении кислорода в сплаве НЦУ ДО) - I ат.Ж гг - 0.7 атл С) и других ниобий - циркониевых сплавах: захват цирконием находящихся в растворе атомов кислорода и реа.тизация неравновесных состояний.

Глава 2. Методика эксперимента.

К"четикз окисления металлов УВ группы исследована главным образом путей измерения зависимости электросопротивления нагреваемых пропусканием переменного тока образцов от продолжительности окисления. В качестве образцов били использованы узкие (шириной 1.5 мм) полоски фольги толщиной К.;

- 150 мкм. Температура измерялась с помощью приваренной к центру образца термопары. Образец располагался в кварцевой камере, откачиваемой мощным диффузионным насосом до необходимого давления (Ю-2- 5-Ю-2 Па при подаче в камеру потока газовой смеси).

На центральной, равномерно прогретой части образца с помощью приваренных контактов из того же материала измерялось падение напряжения; сила тока, проходящего через образец, определялась по падению напряжения на эталонном сопротивлении. Чтобы избежать погрешности, связанной с невозможностью точного собл' цения расстояния между потенциальными контактами, результаты измерений представлялись в виде отношения текущего значения электросопротивления к сопротивлению при этой же температуре до начала окисления (R/RQ).

Описаны опыты, подтверждающие равномерный нагрев центральной части образца и независимость концентрационного коэффициента электросопротивления от температуры в исследованной области температур.

Кроме измерений электросопротивления, для наблюдения за окислением металлов VB группы использовались измерения микротвврдости и рентгенографические отделения параметра решетки металлов, зависимости этих величин от концентрации растворенного в металле кислорода хорошо изьестны. Показано (глава 3), что результаты, полученные этими тремя методами, хорошо согласуются между собой.

Для получения атомарного кислорода использовалось пропускание потока смесей кислород- азот различного состава через зону СВЧ разряда. Использование кислород- азотных смесей позволило достигать высоких степеней диссоциации кислорода, что позволило получить необходимые плотности потока атомов, не поднимая суммарного давления в камере и, таким образом, избежать

ди4Фузионных ограничений, а также варьировать степень диссоциации кислорода в пределах 4.5 - 45 %.

Парциальное давление молекулярного кислорода в месте расположения образца было измерено с помощью твердоэлектролитного датчика на основе гг02 и пересчитывзлось в плотность падающего на поверхность потока кислорода по уравнению Герца - Кнудсена, а поток атомарного кислорода и, следовательно, степень диссоциации кислорода - с помощью хемилхминесцентного титрования диоксидом азота.

Такая методика позволяет достичь воспроизводимости в скорости окисления 15 % в случае молекулярного кислорода и 25 % в случае диссоциированного.

Проведен также анализ известных методов диагностики атомарного кислорода и обоснован выбор титрования

Обсуждаются как достоинства использованной методики, так и ограничения, накладываемые ею, оцениваются возможные погрешности. Приводятся результаты предварительных опытов на молибдене, описаны характеристики используемых в работе материалов и методы исследования окисленных образцов.

Глава 3. Окисление металлов УВ группы в потоках молекулярного и атомарного кислорода при низкой давлении.

На полученных кинетических кривых (зависимости Я/Р>0 от времени) можно выделить два участка: начальный, примерно линейный, связанный с растворением кислрода в металле и конечный, связанный с ростом оксидной пленки, который может быть линейным или параболическим.

Сидия растворения кислорода в металле. Начальный участок кинетической кривой при всех исследованных температурах хорошо опис .вается моделью, основанной на следующих положениях: I) скорость поглощения кислорода поверхностью металла постоянна во времени; 2) распределение р,..отворенного кислорода по толщине

- о ■

образца задается решением уравнения 2- го закона Фика; 3) локальное сопротивление образца есть линейная функция концентрации кислорода. Зная коэффициент диффузии растворенного в металле кислорода, можно рассчитать скорость поглощения кислорода поверхностью образца, применяя данную модель для описания экспериментальных данных. Эту модель следует использовать в тех случаях, когда растворенный кислород неравномерно распределяется по толщине образца, в случае же равномерного распределения скорость окисления можно просто рассчитать из наклона прямой.

Порученные измерениями электросопротивления скорости окисления на стадии растворения кислорода подтвервдаются и весовыми измерениями кинетики окисления металлов (в этих опытах образец нагревался в электропечи).

Эксперименты, проведенные при различных давлениях и степенях диссоциации кислорода, показали, что для всех металлов .УВ группы на начальном участке кинетической криво" скорость поглощения поверхностью металла молекулярного или атомарного кислорода пропорциональна плотности падзвдего на поверхность потока атомов к.л молекул, то есть веооятность поглощения молекулярного или атомарного кислорода поверхностью металла не зависит от плотности падающего потока. Как было установлено в ходе опытов по окислению металлов при различных степенях диссоциации кислорода, атомарный и молекулярный кислород поглощаются независимо, то есть вклады атомов и молекул в наблюдаемую скорость окисления суммируются.

Такая кинетика свидетельствует о том, что стадией, контролирующей скорость поглощения атомарного или молекулярк го кислорода на начальном участке кинетической кривой, является хедасорбция кислорода на поверхности металла.

Полученные температурные зависимости вероятностей поглощен-ч

- '¡О-

молекулярного и атомарного кислорода металлами \'В группы на стадии растворения кислорода представлены на рис. На) - Г (г). Как показано на' этих рисунках, в случае тантала различие в вероятностях поглощения молекулярного и атомарного кислорода при Солее низких из исследованных температур достигает двух порядков, энергия активации примерно вдвое ниже для атомарного кислорода. В случае ванадия различие вероятностей поглощения атомарного и молекулярного кислорода не столь велико, близки и энергии активации.

Более сложная картина наблюдается в случае ниобия и НПУ: на температурной зависимости вероятности поглощения молекулярного кислорода наблюдается излом; вероятность поглощения атомарного кислорода, а выше 1173 К также и молекулярного практически не зависят от температуры. В то время, как при относительно низких температурах, как и для тантала, вероятность поглощения атомарного кислорода на два порядка выше, чем молекулярного, при температурах выше 1173 К различие между этими величинами невелико.

Если окисление металлов ЧВ группы происходит при 773 - 8?з К и- в диссоциированном кислороде, то, как показывают измерения параметра решетки металлов и их микротвердости, растворенный кислород сильно неравномерно распределяется по толщине образца и концентрация кислорода вблизи поверхности фольги значительно превышает предельную (равновесную по отношению к оксидам) растворимость. В молекулярном кислороде при рассматриваемых давлениях таких явлений не наблюдается.

Стадия роста оксидной пленки. Кинетика роста оксидной пленки была исследована для тантала и ниобия, для ванадия так>а данных полу эно не было, поскольку образующиеся оксиды во- первых проникают вглубь металлической сердцевины образца, а ео-вторых, 'вероятно, как глнимум " один из них имеет

-11-

Рис.1 (а).Зависимость вероятности поглощения кислорода ванадием на начальном участке кинетической кривой от температуры.

К

К Ы

В

о

5

о с

Л10 Е-

О О Я Е-К О а, ы

"10

АТОМАРНЫЙ КИСЛОРОД Ее=44 +/- 7 кДж/ыоль

МОЛЕКУЛЯРНЫЙ КИСЛОРОД Еа=54 +/- 8 кДж/ыоль

-2 0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

103/Т. К"

1.2

2

Рис. 1(6). Зависимость вероятности поглощения кислорода танталом на начальном участке кинетической кривой от температуры.

Рис. 1(в). Зависимость вероятности поглощения кислорода ниобием на начальной участке кинетической кривой от температуры.

Рис.1 (г). Зависимость вероятности поглощения кислорода НЦУ на начата,кои участке кинетической кривой; от температуры.

0.7 0,д 0.9 УО ).!

103/Т, К-1

-и-

электросопротивление, близкое к электросопротивлению металлического ванадия, что делает метод измерения электросопротивления неприменимым для контроля за ростом оксидов ванадия.

При окислении тантала как в молекулярном, так и в диссоциированном кислороде наблюдалось формирование двух типов оксидных образований в металлической сердцевине образца: I) если рекристаллизованный тантал окисляется при 973 - 1173 К, глубоко в металл прорастают пластины субоксида (вероятно Та20), а при 1173 К в металлической фазе также присутствует Та205; 2) при 1273 К как в случав рекристаллизованного, так и нерекристаллизованного тантала в металличеккой фазе в больших количествах образуется Та205.

Очевидно, что проникновение оксидов вглубь металла не позволяет изучать кинетику окисления, измеряя электросопротивление. Это возможно лишь, когда оксиды образуют непроводящую по сравнению с металлом поверхностную пленку. Поэтому при 1273 К исследовать кинетику роста оксидов тантала методом электросопротивления не удалось (но были проведены часовые измерения), а при 973 - 1173 К использовались нерекристаллизованные образцы, так как в этом случав проникновения оксидов вглубь металла не наблюдалось. Как показали весовые измерения и измерения электросопротивления, скорости окисления рекристаллизованных и нерекристаллизованных образцов тантала аналогичны.

За исключением описанных ограничений, метод электросопротивления оказался вполне пригодным как для тантала, так и для ниобия, это подтверждается тем, что толщины металлической сердцевины окисленных образцов, полученные из измерений электросопротивления и из прямых измерений на металлографическом микроскопе хорошо совпадают.

Элетронномикроскопическое исследование показывает, что образуются сплошные оксидные пленки»

В случае тантала рост сопротивления на конечном участке кинетической кривой соответствует уменьшению толщины металлической сердцевины образца с постоянной скоростью, весовые измерения также подтверждают, что окисление происходит по линейному закону. Это свидетельствует о том, что скорость окисления лимитируется реакциями, происходящими на поверхности оксидной пленки, а перенос кислорода через пленку происходит достаточно быстро. Последнее подтверждается недавними исследованиями, показавшими, что Га205 имеет -довольно высокую проводимость по ионам кислорода.

В таблице I приведены величины скорости расходования тантала на образование оксидной пленки, полученные путем измерения электросопротивления образцов.

Таблица I. Зависимость скорости реакции тантала с кислородом на конечном участке кинетической кривой от температуры при плотности падающего на поверхность образца потока кислорода Ю17 част.-см-2-с-1.

Температура, К -ТЧ -Т 10 -Рта. атомов-см "-с 1

В молекулярном кислороде.

973 0.79

1073 1.8

1173 2.7

1373 4.4

1473 2.8

1573 3.5

При степени диссоциации 28.7 %.

•973 2.8

1073 3.6

1373 6.2

1473 3.9

1573 4.7

Как; показывают эти данные, наблюдается снижение скорости окисления тантала на стадии роста оксидной пленки при температуре выше 1373 К, весовые измерения также подтвердили, что при 1474 К скорость окисления проходит через минимум. Вероятно, это связано с тем, что, как показывает рентгенофазовый анализ, при температуре ниже 1473 К образуется Р- модификация Та205, а при более высоких температурах появляется также и о- Та205.

Скорость роста оксидной пленки на тантале пропорциональна квадратному корню из плотности падающего на поверхность потока молекулярного кислорода. Такая зависимость позволяет предположить, что лимитирующей скорость стадией является реакция тантала с хемособированным кислородом по механизму Ленгмюра- Хиншельвуда. Опыты, проведенные при различных степенях диссоциации кислорода, подтверждают это предположение и показывают, что воздействие атомарного кислорода не приводит к изменению механизма реакции.

•В случав ниобия и НЦУ к началу образования оксидной пленки с помощью измерений электросопротивления и параметра решетки металла наблюдалось превышение предела растворимости кислорода в ниобии и НЦУ и последующее снижение концентрации растворенного в металле кислорода до достижения равновесного состояния. Это приводило к тому,' что на зависимостях электросопротивления от времени наблюдались минимумы.

В случае окисления ниобия при температурах выше 973 К равновесие устанавливалось быстро и в дальнейшем сопротивление возрастало засчет расходования ниобия на образование оксидов. Измерения электросопротивления и весовые измерения свидетельствуют о том, что на стадии роста оксидной пленки наблюдается окисление по параболическому закону, то есть скорость реакции контролируется диф£узивй через оксидную

- и-

пленку. Естественно, что при таких условиях скорость окисления очень слабо зависит от давления (или плотности падающего потока) молекулярного кислорода (параболическая константа

Ч

скорости пропорциональна . ). Однако скорость окисления в

диссоциированном кислороде может быть существенно выше (вдвое при 1173 К и степени диссоциации кислорода 2ь.7 %), следовательно, атомы хемосорбируются на поверхности оксидной пленки значительно легче молекул, повышая стационарную степень покрытия поверхности адатомами и химический потенциал кислорода на поверхности оксидной пленки.

ВЫВОДЫ.

1. Разработан метод непрерывного контроля за процессом окисления металлов Ш группы в потоках молекулярного и диссоциированного кислорода при низких давлениях - Ю-1 Па) и температурах 773 - 1573 К, основанный на измерении электросопротивления образцов.

2. Установлено, что окисление металлов УВ группы происходит в две стадии: I) растворение кислорода в металле; 2) рост оксидной пленки. На обеих стадиях не было обнаружено изменения механизма окисления при замене молекулярного кислорода на дассоциировагий, но, поскольку атомы кислорода хемосорбируются на поверхности металла или оксида лег"<э, чем молекулы, металлы УВ группы окисляются в диссоциированном кислороде быстрее, чем в молекулярном, это различие особенно велико в случае тантала и ниобия и при более низких температурах.

3. Установлено, что на стадии растворения кислорода в металлах контролирующей скорость реакции ступенью является хемосорбция кислорода на поверхности металла.

4. Показано, что на стадии образования оксидной пленки в случае тантала наблюдается линейное окисление и стадией, опрад лякщай скорость реакции, является взаимодействие

-/ 7-

хемосорбированного на поверхности кислорода с танталом по механизму Ленгмюра - Хиншельвуда. При этом, если окисление происходит в молекулярном кислороде, скорость окисления пропорциональна квадратному корню из плотности падающего на поверхность потока молекул.

.В случае ниоОйя и сплава НЦУ наблюдается параболическое окисление.' и контролирующей скорость роста оксидной пленки стадией является диффузия через оксидную пленку. Параболическая константа скорости окисления очень слабо зависит от давления

молекулярного кислорода (пропорциональна Рф 7Ь но существенно

повышается . при замене молекулярного кислорода на диссоциированный (в 2 раза при 1173 К и степени диссоциации кислорода 28.7 %).

В связи с особыми свойствами системы V - 0 измерения электросопротивления не позволили исследовать кинетику роста оксидных фаз.

5. Для стадии растворения кислорода в металлах получены следующие кинетические характеристики: Молекулярный кислород.

а) Ванадий. Вероятность поглощения кислорода при 873 К -0.014, при 1373 К - 0.2, энергия активации - 54 кДж/моль.

0) Ниобий. Вероятность поглощения кислорода при 773 К - 10 , при 1373 К - О.ХЗ, энергия активации - 115 кДж/моль при 773 К < Т < 1073 К и около нуля при 1073 К < Т < 1373 К.

в) Тантал. Вероятность поглощения кислорода при 773 К -5-Ю-4, при 1473 К - 0.1, энергия активации - 74 кДж/моль.

Атомарный кислород. .........

а) Ванадий. Вероятность поглощения кислорода при 873 К -0.08, при 1373 К - 0.47, энергия активации - 44 кДж/моль.

0) Ниобий. Вероятность поглощения кислорода при 773 К - 0.07, при 1173 К - 0.18, энергия активации - 12 кДж/моль.

- /5 -

в) Тантал. Вероятность поглощения кислорода при 773 К - 0.03, при 1373 К - 0.23, энергия активации - 29 кДж/моль.

6. Для стадии роста оксидной пленки' получены следующие кинетические характеристики: Молекулярный кислород.

а) ■ Тантал. Скорость расходования тантала на ооразование оксидной пленки при 973 К - 8-Ю14 атомов-см"2-с-1, при 1373 К - 4.4-I015 атомов-см"2-с"1.

б) Ниобий. Параболическая константа скорости окисления при 1073 К - 0.17 мкм2/мин, при 1273 К - 0.5 мкм2/мин. Диссоциированный кислород (степень диссоциации 28.7 %).

а) Тантал'. Скорость расходования тантала на ооразование оксидной пленки при 973 К - 2.8-IQ15 атомов-см-2-с""1, при 1373 К - 6.2-I015 атомов-см~2-с-1.

0) НиоОий. Параболическая константа скорости окисления при 973 К - 0.23 мкм2/мин, при 1273 К - 0.93 мкм2/мин.

Основное содержание дисертации опубликовано в следующих работах:

1) A.A. Вечер, А.Г. -Гусаков, С.А. Распопов, А.Г. Воропаев, В.К. Гришин. Исследование кинетики взаимодействия, тантала с потоками молекулярного и частично диссоциированного (атомарного) кислорода при низких давлениях // XI Всесоюзное совещание по кинетике и механизму реакций в твердом теле, 23 -26 июня 1992 г., Минск, Тез. докл., с. 43- 45.

2) A.G. Gusakov, S.A. Raspopov, A.A. Vecher and A.G. Voropayev. Interaction of Tantalum with Diatomic and Atomic Oxygen at Low Pressures. // J. Alloys and Compounds, 1993, v.201, * 1-2, p. 67- 72.

3) S.A. Raspopov, A.G. Gusakov, A.G. Voropayev and A.A. Vecher. Oxidation or Vanadium In Atomic and Molecular oxygen at Low ProsGures // J, Alloys and Compounds, в печати, 1993.

Raspopov, A G., Gusako^ A G. Voropayev and Vecher Studies of the Reaction or Atomic ana Molecular Oxygen with Niobium and Niobium- 1 at Jt Zirconium- 0.7 at„% Carbon IPWC-Ш Alloy at Low Pressures )J J, Alloys and Compounds, в печати, 1993,

Подписано к печати ~iH.-tZ 4bi. Усл. печ а 1С Тираж

Формат 60x841/16 Тираж <00 экз. Бесплатно. Заказ 92 Ь1.

ИНП Госэковомплава Республики Беларую

... 1 а -