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Oxidation of hafnium

✍ Scribed by W.W Smeltzer; M.T Simnad


Publisher
Elsevier Science
Year
1957
Weight
769 KB
Volume
5
Category
Article
ISSN
0001-6160

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✦ Synopsis


Hafnium oxidation rates at 760-mm oxygen pressure in the temperature range 350"-1200Β°C have been represented by logarithmic, parabolic, and linear-rate equations. The respective activation energies for the rate constants were 11.4, 36.0, and 26.1 kcal/mole. The value of the parabolic rate constant was independent of oxygen pressure in the range 10-760 mm. Transformation from parabolic to linear oxidation was caused by formation of a duplex scale of inner compact and outer porous oxides. Monoclinic hafnia was identified as the surface oxide by X-ray examinations; marker measurements showed that oxygen diffused inward through this oxide to react with hafnium at the metal/oxide interface. L'OXYDATION DU HAFNIUM L'oxydation du hafnium a la pression de 760 mm d'oxygene dans le domaine de temperatures de 350 a 1200Β°C a 8th etudiee a l'aide d'equations de vitesses logarithmiques, paraboliques et lineaires. Les energies d'activation correspondantes pour les constantes de vitesse sont de 11,4-36,0 et 26,l kcal/mole. La valeur de la con&ante de vitesse parabolique est independante de la pression de l'oxygene dans le domaine de 10 a 760 mm. De parabolique, la loi de l'oxydation devient lineaire par la formation d'une double couche d'oxydee, compacte a l'interieur et poreuse 21 l'exterieur. De l'oxyde de hafnium monoclinique a 6te identifie dans I'oxyde superficiel, par examen aux rayons X; les mesures ont montre que l'oxygene diffuse vers l'interieur L travers cet oxyde pour reagir avec le hafnium Q l'interface m&al/oxyde. OXYDATION VON HAFNIUM Die Oxydationsgeschwindigkeiten von Hafnium zwischen 350" und 12OO"C, unter einem Sauerstoffdruck von 760 mm Hg lassen sick durch logarithmische, parapolische, bzw. lineare Geschwindigkeita gesetze wiedergeben. Die entsprechenden Aktivierungsenergien fur die Konstanten dieser drei Gesetze sind 11,4, 36,0, und 26,l kcal/mole. Der Wert der Konstanten des parabolischen Gesetzes ergab sich zwischen 10 und 760 mm Hg als unabhangig vom Sauerstoffdruck. Der Ubergang vom parabolischen zum linearen Oxydationsgesetz rtihrt von der Bildung einer zweifachen Oxydationsschicht her, wobei die innere Schicht aus kompakten, die iiussere aus porijsen Oxyden besteht. Mittels Rontgenuntersuchungen wurde das Oberlllichenoxyd als monoklines Hafniumdioxyd identitiziert. Durch Ausmessen von Markierungen konnte gezeigt werden, dass der Sauerstoff durch dieses Oxyd hindurch nach innen diffundiert, urn an der Grenzfliiche Metall-Oxyd mit dem Hafnium zu reagieren.


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