Lämpöoksidoitumisen

Lämpöoksidoituminen, tunnettu myös nimellä terminen hapettuminen, on prosessi, jossa aine reagoi hapen kanssa korkeissa lämpötiloissa. Tämä kemiallinen reaktio johtaa usein materiaalin rakenteen muuttumiseen ja uusien yhdisteiden muodostumiseen, tyypillisesti oksideiksi. Lämpöoksidoitumista esiintyy luonnossa monissa yhteyksissä, kuten metallien ruostumisessa ilmakehän hapen vaikutuksesta tai orgaanisen aineksen hajoamisessa tulipaloissa. Teollisesti prosessia hyödynnetään monilla aloilla.

Yksi merkittävä sovellusalue on metallien käsittely, jossa lämpöoksidoitumista voidaan käyttää pinnoitteiden luomiseen tai materiaalien ominaisuuksien muokkaamiseen. Esimerkiksi teräksen lämpökäsittelyssä voi muodostua oksidikerros, joka vaikuttaa sen korroosionkestävyyteen. Myös puolijohdeteollisuudessa lämpöoksidoitumista käytetään piin pinnoittamiseen ohuella piidioksidikerroksella, mikä on olennainen vaihe integroitujen piirien valmistuksessa.

Lämpöoksidoitumisen nopeuteen vaikuttavat useat tekijät, kuten lämpötila, hapen pitoisuus, materiaalin koostumus ja sen pinta-ala. Korkeampi lämpötila yleensä kiihdyttää reaktiota merkittävästi. Prosessin hallinta on tärkeää haluttujen lopputulosten saavuttamiseksi ja materiaalien ennenaikaisen hajoamisen tai vaurioitumisen estämiseksi. Lämpöoksidoitumiseen liittyvien riskien hallinta on myös olennaista teollisissa prosesseissa, joissa korkeat lämpötilat ja hapen läsnäolo voivat aiheuttaa palovaaran.