金屬在氣態氧中的氧化實驗-金屬截面分析顯微鏡
金屬在氣態氧中的氧化
金屬在氣態氣氧中的氧化提供了相當突出的一個例子，這是由
通過產物層的傳遞過程在決定化學反應的速度中起支配作用的，
由于除金以外的所有金屬，在廣泛的溫度范圍內和它們的氧化物
對比起來，是熱力學不穩定，而實際上，在金屬遠遠沒有完全消
耗前氧化反應時�；旧弦呀浗K止，這是順為氧化反應只能借反
應物對一這一運動通過氧化物層，遇到另一反應物量才能進行，
如果氧化物對這一移動通過氧化物層反應速度將變為可以忽略不
計。
按照瓦格納的首創性工作傳下來的近代觀點，反應物是以離了
孤形式通過氧化物，不論是金屬離子從整塊金屬通過到氧化物層
的外面，在那里和氧起反應，或者是氧離子沿相反的方向內移，
在氧物/金屬界面上和金屬起反應，前者比較普通，因為大多數
金屬離子比氧離子小，從而比較便于移動，這種纖移取決于缺陷
的存在，對于金屬，如果氧化物是型的，它將是金屬離子從一個
晶格位置連續地移到下一個晶格間位置，如果氧化物是型同，它
將主要是陽離子空位的遷移。
現在想象一種被陽離子遷移所氧化的金屬，被一層氧化物遮蓋
著，離子狀態的氧在氧化層的外面化學吸附著，從而在化學吸附
層和金屬之間建立趣電位關，因而，穿過這膜將有一個電位梯度
，另外，因為接近金屬的區域的金屬離子濃度高，在低溫時，化
學位梯度是不重要的，因為由于熱運動本身所引起的離子運動是
較的，是以，與膜的厚度成反比的靜電位梯度，在膜薄的而且溫
度低時將具有支配的重要性。
實際上，符合上述所討論的簡單模型，形成厚度均勻各向同性
粘附在金屬的片狀的氧化物層是很少的，氧化作用進行時，在氧
化物中可能發生孔隙，在金屬和氧化物間可能出現空穴，或者在
氧化物層中可能發生裂縫，如是對于氧氣面論變成多孔的，象這
類變化會使金屬的表現與從理想模型推斷所得的偏離很遠，的確
有許多類型的偏離難以歸類，表明在氧化層中多孔性的重要性，
和更專屬性的一類即鐵的氧化，其中空隙的形成具有特殊意義。
