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hua1978412
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FAC过程机理

(2009-03-10 19:39:56)
标签:

fe3o4

铁离子

氧化物

铁核

杂谈

分类: 腐蚀与防护

图5.1  FAC机理示意图(略)

 

FAC过程模型中,可将氧化物层作为多孔的Fe3O4层加以考虑,FAC可以分成两个连续的过程:氧化物/水界面可溶性铁离子的产生过程和铁离子穿过扩散边界层的扩散过程。

氧化物/水界面可溶性铁离子的产生过程。这一过程能被分成三个同时发生的行为:

(1)Fe/ Fe3O4界面处的金属氧化。有如下两个反应

Fe + 2H2O => Fe2+ +2OH- + H2 ó Fe(OH)2 +H2

3Fe + 4H2O ó Fe3O4 + 4H2

基于实验观察,假设在金属/氧化物界面被氧化的铁中有一半转化成Fe3O4

(2)铁核素(species)从Fe表面穿过多孔氧化层到主水流的扩散,在氧化层中假设无净流(net circulation),铁核素的扩散受浓度扩散过程控制。氢既可通过多孔氧化层扩散,也可进入金属当中。

(3)氧化物/水界面Fe3O4的溶解。有Sweeton-Baes反应

1/3Fe3O4 + (2-b)H+ + 1/3H2 ó Fe(OH)b(2-b)+ + (4/3-b)H2O

     对于一个稳态过程,氧化皮的厚度和孔数保持不变,Fe/ Fe3O4界面处的金属氧化速率等于氧化物/水界面Fe3O4的溶解速率。铁离子穿过扩散边界层的扩散过程为一扩散梯度驱动过程,假设条件是铁核素扩散速度非常快,氧化物/水界面铁离子的浓度Cs >>水本体中铁离子的浓度。

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