点缺陷的扩散-迁移-反应限制聚集：金属上氧化层稳定性及其失效的模型
材料科学
2019-01-01 v1
摘要
薄的氧化层保护金属免受电化学腐蚀，因此该氧化层的稳定性对金属的耐腐蚀性至关重要。在电化学过程中，在金属-氧化层界面和氧化层-环境界面注入到该氧化层中的阳离子和阴离子点缺陷的动力学决定了该氧化层的稳定性。由 Digby Macdonald 最初提出、并由 Bosco Emmanuel 完善为正确且完整理论的缺陷模型，为研究该稳定性问题提供了具体基础。我们建立了一个包含缺陷注入反应的具有适当初始和边界条件的 3 个耦合微分方程（2 个 PDE 和 1 个 ODE）的方程组。该方程组考虑了氧化层中点缺陷的扩散、迁移和聚集。缺陷聚集使用 Avrami 定理以及随机团聚体的面积-体积定律建模。该研究有望为与氧化层失效相关的临界性，以及预示钝化氧化层失效的电流/电势的周期、非周期和混沌振荡提供见解。大量实验数据正等待在如本文这样的框架内被理解。本文也报道了模型的一些初步结果。
引用
@article{arxiv.1812.11807,
title = {Diffusion- Migration-Reaction-Limited Aggregation of Point Defects: A Model for the Stability of Oxide-layers on Metals and Its Breakdown},
author = {K. Ragavendran and Bosco Emmanuel},
journal= {arXiv preprint arXiv:1812.11807},
year = {2019}
}
备注
17 pages 7 figures