真空工艺 | 表面净化处理的基本方法:金属化合物的分解与还原

2019-12-20 admin 未知

  化合物(wu)的分解与还原在真空技术中有重要(yao)意义。例(li)如:

  许多金属材料表面都或多或少存在一层氧化膜,在真空气氛中氧化物的分解将成为一种气体来源,金属材料的表面氧化物因结构比本体疏松,往往成为气体在真空系统中的储库;

  吸(xi)(xi)气剂材料可(ke)以与某些气体发生化(hua)(hua)学反应并以化(hua)(hua)合物的(de)形(xing)式吸(xi)(xi)气,因(yin)而(er)所形(xing)成的(de)化(hua)(hua)合物的(de)分解压(ya)力可(ke)能(neng)是真空系统极(ji)限(xian)压(ya)力的(de)限(xian)制因(yin)素;

  真空泵油热分解形成的低分子量碳氢化物蒸汽也将影响真空系统的极限真空度;

  某(mou)些高分(fen)解(jie)压力的污染(ran)物亦是(shi)影响系(xi)统真空度(du)和气(qi)氛(fen)的不利因素等等。金属材料经(jing)烧氢处理可还原其表面氧化(hua)物达(da)到净化(hua)表面的目的。

  金属氧(yang)化物(wu)的(de)(de)分(fen)解问题在真空技术中是比较重要的(de)(de),令(ling)M代表任意金属,其氧(yang)化物(wu)分(fen)解反应的(de)(de)通式可(ke)写成(cheng)式(1-2):

金属化合物的分解与还原

  式中(zhong)ni 为参与反应物质(zhi)的克分子数(shu)。

  在(zai)(zai)多相化(hua)学(xue)(xue)(xue)分解反(fan)(fan)(fan)应(ying)(ying)(ying)中(zhong),整个(ge)反(fan)(fan)(fan)应(ying)(ying)(ying)体(ti)(ti)系(xi)中(zhong)只有一种组分是气体(ti)(ti),在(zai)(zai)平衡时这种气体(ti)(ti)产物(wu)(wu)的(de)(de)压(ya)力(li)(li)称为(wei)分解压(ya)力(li)(li)。质(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)作用(yong)定(ding)律(lv)指出,在(zai)(zai)化(hua)学(xue)(xue)(xue)平衡时,化(hua)学(xue)(xue)(xue)反(fan)(fan)(fan)应(ying)(ying)(ying)中(zhong)各物(wu)(wu)质(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)分压(ya)(或(huo)浓度)是彼此相联系(xi)的(de)(de),因(yin)而(er)某一物(wu)(wu)质(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)分压(ya)(或(huo)浓度)发生变化(hua)后,其余物(wu)(wu)质(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)分压(ya)(或(huo)浓度)也要相应(ying)(ying)(ying)地发生变化(hua)。根据化(hua)学(xue)(xue)(xue)反(fan)(fan)(fan)应(ying)(ying)(ying)的(de)(de)质(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)作用(yong)定(ding)律(lv),在(zai)(zai)式(shi)(1-2)所示的(de)(de)多相化(hua)学(xue)(xue)(xue)反(fan)(fan)(fan)应(ying)(ying)(ying)中(zhong),平衡常(chang)数可以用(yong)反(fan)(fan)(fan)应(ying)(ying)(ying)体(ti)(ti)系(xi)中(zhong)气体(ti)(ti)组元的(de)(de)分压(ya)力(li)(li)(即分解压(ya)力(li)(li))来表示,即式(shi)(1-3):

金属化合物的分解与还原

  由于只(zhi)与温(wen)度有关,因(yin)此(ci)分解压力也只(zhi)与温(wen)度有关。

  分解压力(li)是衡量化合物稳定性的(de)标志,当环境氧(yang)气的(de)分压力(li)小于分解压力(li)时(shi),金属氧(yang)化物分解。金属氧(yang)化物处于某些还(hai)原(yuan)性气体中时(shi),则(ze)会发生(sheng)氧(yang)化物的(de)还(hai)原(yuan)反应。在真空(kong)(kong)技术中最重(zhong)要的(de)还(hai)原(yuan)性气体是氢(qing)气和一(yi)氧(yang)化碳。真空(kong)(kong)规和电(dian)(dian)真空(kong)(kong)器件中电(dian)(dian)极材(cai)料的(de)烧氢(qing)处理,实质上就是还(hai)原(yuan)处理过程,用(yong)氢(qing)气还(hai)原(yuan)金属氧(yang)化物的(de)反应通式(1-4)为(wei):

金属化合物的分解与还原