Interfacial reaction and cracking mechanism on oxidation of metal carbides

金属碳化物氧化的界面反应及裂解机理

基本信息

  • 批准号:
    04453062
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 3.46万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    1992
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1992 至 1993
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Oxidation of transition metal carbide (MeC, Me=Ti, Zr, Hf, Nb) was studied at an oxygen partial pressure of 4 - 16 kPa and in a temperature range of 400 to 800゚C, using the powder and single crystal samples. The oxidation mechanism was explained from a kinetic viewpoint and on SEM and TEM observation of the oxide/carbide interfaces. The summary was as follows ;Oxidatin of TiC proceeded by a diffusion-controlled process in four steps. Cracking occurred by formation of oxycarbide/titanium suboxide. Oxidation of ZrC produced two oxide scale zones 1 and 2. Zone 1 showed relatively pore-free scale containing 14 - 23 at%. Zone 2 contained many pores and large cracks with a carbon content of 7 - 10 at%. Zone 1 scale thickened parabolically in an early period, then is kept constant. In contrast, depth of zone 2 scale increased linearly with time. Oxidation behavior of HfC was quite similar to that of ZrC.Oxidation of NbC occurred by a phase boundary-controlled process which resulted from the porous scales having colmnar grains normal to the crystal surface.
使用粉末和单晶样品,在 4 - 16 kPa 的氧分压和 400 至 800°C 的温度范围内研究了过渡金属碳化物(MeC、Me=Ti、Zr、Hf、Nb)的氧化。从动力学角度以及氧化物/碳化物界面的 SEM 和 TEM 观察解释了氧化机理。总结如下:TiC 的氧化是通过扩散控制过程分四个步骤进行的。裂纹是由于碳氧化物/低氧化钛的形成而发生的。 ZrC 的氧化产生两个氧化皮区域 1 和 2。区域 1 显示出相对无孔的氧化皮,含有 14 - 23 at%。区域 2 含有许多孔隙和大裂缝,碳含量为 7 - 10 at%。 1区水垢早期呈抛物线状增厚,随后保持恒定。相比之下,2 区鳞片的深度随时间线性增加。 HfC的氧化行为与ZrC的氧化行为非常相似。NbC的氧化是通过相界控制过程发生的,该过程是由具有垂直于晶体表面的柱状晶粒的多孔鳞片产生的。

项目成果

期刊论文数量(20)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
S.Shimada M.Inagaki: "A Kinetic Study on Oxidation of niobium Carbide" Solid State Tonics. 63-65. 312-17 (1993)
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  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
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  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
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  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
S.Shimada: "A Kinetic Study on Oxidation of Niobium Carbide" Solid State Jonics. 63-65. 312-317 (1993)
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  • 资助金额:
    $ 3.46万
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