Oksidlag

Et oksidlag er en tynn hinne av oksid som danner seg på overflaten av et materiale ved oksidasjon. Hos metaller kan oksidlaget være passivt og beskytte mot videre korrosjon ved å være tett og ha lav diffusionskapasitet for oksygen og metallioner; eller det kan være porøst og svakt og dermed ikke gi god beskyttelse. Oksidlaget dannes naturlig ved eksponering for luft og fuktighet, eller dannes kontrollert ved prosesser som termisk oksidasjon, anodisering eller plasmaoksidasjon.

Sammenlignet med grunnmaterialet kan oksidlagets kjemiske sammensetning og struktur variere. Eksempler: jern danner jernoksider som FeO, Fe3O4 og Fe2O3; aluminium danner Al2O3; krom danner Cr2O3; titan danner TiO2. I halvlederteknologi er oksider som SiO2 viktige som dielektrika og beskyttelseslag. Oksidlag kan være svært tette og beskyttende, spesielt aluminiumoksid og kromoksid, eller de kan være tynt og porøst.

Veksten av oksidlaget følger ofte en parabolsk kinetikk i de tidlige fasene når diffusjonskontroll dominerer. Faktorer som temperatur, oksygenpartialtrykk, fuktighet og tilstedeværelse av klorider påvirker både vekst og beskyttelsesgrad. Over tid kan mekaniske spenninger føre til at laget spaller av eller utvikler sprekker, noe som reduserer beskyttelsen.

Anvendelser inkluderer passivering av rustfrie stål og andre metalloverflater, anodisering av aluminium for korrosjons- og slitasjebeskyttelse, samt bruk av oksidlag i elektronikk som SiO2-dielektrikk. Måling av oksidlagets tykkelse og sammensetning skjer med teknikker som røntgen- og fotoelektronspektroskopi (XPS), ellipsometri og mikroskopiske analyser.