抛物线速率定律

抛物线速率定律

抛物线速率定律(Parabolic rate law)是描述金属氧化膜(厚度在10nm以上的厚膜)生长动力学的物理定律,由Wagner于1933年提出。该定律指出,当正、负离子通过氧化膜的扩散成为氧化速率控制步骤时,金属氧化过程遵循抛物线规律,其速率常数与反应粒子的电导率、扩散系数及氧分压等参数存在定量关系 。

Wagner理论设定氧化膜需满足单相致密、电中性维持等条件,并认为离子迁移由浓度梯度和电位梯度共同驱动。由于不同荷电粒子在氧化膜内的扩散系数差异,空间电荷形成反向电场,最终达成平衡状态时,粒子迁移速度相互抵消,氧化膜依据抛物线规律生长 。

该理论为金属高温氧化研究提供了基础模型,但在实际应用中常因参数缺失采用热重实验测定速率常数 。

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