氧在金属中的溶解,能够产生应力

应力产生

通常，应力可以来源于被氧化构件所承受的载荷。然而，氧化过程
能够产生两种额外的应力。一是生长应力，在恒温氧化过程中氧化膜生
长形成的应力。二是热应力，来自于合金基体与氧化膜热膨胀或收缩的
差异。

生长应力可能的产生机制概括如下：

(1)氧化物与形成该氧化物所消耗金属的体积差；

(2)取向应力；

(3)合金或氧化膜的成分变化；

(4)点缺陷应力；

(5)再结晶应力；

(6)氧化膜中新氧化物的形成；

(7)样品几何形状。

上述机制将分别予以讨论。

(a)氧化物与金属的体积差

这种应力的产生是由于生成氧化物的体积几乎总是不等予消耗的相
应金属体积。

(b)取向应力

成核理论表明，最先生成的氧化物与基体具有取向关系。由于金属
与氧化物的点阵常数不同，因此氧化物与基体的取向关系导致了应力的
产生。当氧化膜很薄时，比如氧化时间短或者氧化温度低，这种机制可
能产生明显的应力。然而，有研究认为离子膜空位湮灭过程中，本征位
错在一定程度上与半共格界面的作用能产生可测的应力。也有研究认为
，界面位错结构并不能产生明显的应力旧“。

(C)合金或氧化膜中的成分变化

成分变化可以通过几种途径产生生长应力。合金中一个或多个组元
由于选择性氧化而发生贫化致使点阵常数改变，从而产生应力。氧化膜
成分的变化也有同样的作用。氧在金属中的溶解，如Nb，Ta，Zr这些氧
溶解度高的金属，能够产生应力

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