ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Образование твердых пленок из "Диффузия и теплопередача в химической кинетике Издание 2" К простейшим случаям такого рода применима весьма элементарная теория. Обозначим толш ину пленки через б. Скорость диффузии через пленку обратно пропорциональна ее толщине, а скорость роста пленки пропорциональна количеству проникающего сквозь нее газа. [c.106] Таким образом, толщина пленки возрастает пропорционально корню квадратному из времени. Количество же диффундирующего газа и скорость реакции обратно пропорциональны толщине пленки, т. е. обратно пропорциональны корню квадратному из времени. [c.106] Этот результат становится справедливым по прошествии достаточного времени от начала процесса после того как в пленке устанавливается стационарное распределение концентрации диффундирующего вещества. В начальном периоде скорость реакции будет зависеть от времени по иному, более сложному закону. Вопрос этот был рассмотрен математически Вулисом [22] в работе, посвященной теории горения зольного угля. [c.106] С точки зрения математической теории, горение зольного угля совершенно аналогично рассматриваемым нами сейчас процессам. Здесь также по мере протекания реакции происходит на поверхности образование твердой пленки, сквозь которую должен диффундировать реагирующий газ только роль твердого продукта реакции играет остающаяся после сгорания угля зола. [c.106] В работе Вулиса можно найти точное решение уравнения диффузии для рассматриваемого случая и формулы для зависимости толщины пленки и скорости реакции от времени. В пределе, по прошествии достаточно длительного времени от начала процесса, эти формулы приводят к скорости реакции, обратно пропорциональной корню квадратному из времени, в согласии с результатом, который мы здесь получили совершенно элементарным путем. [c.106] Причины, по которым прекращается рост пленки, в настоящее время еще недостаточно ясны. По этому поводу существует несколько теорий, ни одна из которых не может считаться достаточно солидно обоснованной. Следует отметить остроумную квантово-механическую теорию Мотта [23], согласно которой диффузия реагирующего вещества через пленку может иметь характер туннельного перехода под потенциальным барьером. Скорость такого процесса должна чрезвычайно резко уменьшаться с увеличением толщины пленки, и таким образом можно получить правдоподобное объяснение явлений, наблюдающихся при образовании защитных пленок. [c.107] Вернуться к основной статье