Oksüdatsioonikindlus

Oksüdatsioonikindlus on materjali võime vastupanna oksüdatsiooniprotsessidele, mis tekivad hapniku või hapniku sisaldavate seguainete kujul. Eriti oluline see on kõrgetel temperatuuridel, kus oksüdatsioon võib põhjustada massi kadu, nõrgenemist või struktuuriliste omaduste muutumist. Oksüdatsiooni ilmingud hõlmavad nii tavalisel temperatuuril aeglast õrnaid muutusi kui ka kõrgtemperatuuril kiiret oksiidikihti, mis võib mõjutada kõõluseid, vastupidavust ja eluiga.

Oksüdatsiooni mehhanism hõlmab keemilist reaktsiooni metalliga hapnikku moodustava oksüdi stabiilsete kihtide kujunemist. Tihti tekib kaitsev, aeglaselt kasvav oksiidikiht, mis toimib difusioonibarjäärina ja aeglustab edasist oksüdeerumist. Näiteks alumiiniumi ja kromiga rikastatud liidetes võib tekkida püsiv alumina või chromia kiht, mis süvendab oksüdatsioonikindlust. Paraboliline kasvumehhanism on tavaline, kus kihtide paksus kasvab aeglaselt aja jooksul sõltuvalt temperatuurist ja materjali koostisest.

Faktorid, mis oksüdatsioonikindlust mõjutavad, hõlmavad ühendistust, temperatuuri, atmosfääri koostist ja kihti moodustavate elementide olemasolu. Cr, Al, Si, Ti ja Harfi sisaldus suurendab tihti kaitsvate oksiidikihtide tekkimist. Samuti saab oksüdatsioonikindlust parandada pinnakatete, alternatiivsete katete või termiliste kaitsestikide abil. Lisaks mängivad roll mikrostruktuur, terade suurus ja aine paigutus.

Otsimise ja hindamise tööriistadena kasutatakse isothermilisi ja tsüklilisi oksüdatsioonitestid, gravimetrilisi kaalumisi ja mikroskoopilisi analüüse kihtide koostise ning paksuse määramiseks. Oksüdatsioonikindlus on oluline lennundus- ja tööstussegmendis, kus materjalid puutuvad kõrgete temperatuuride ja hapnikukeskkondadega, ning seda parandatakse nii koostise kui ka pinnakatete abil, et saavutada suurem tööiga ja stabiilsus.