金属在气态氧中的氧化实验-金属截面分析显微镜
金属在气态氧中的氧化
金属在气态气氧中的氧化提供了相当突出的一个例子，这是由
通过产物层的传递过程在决定化学反应的速度中起支配作用的，
由于除金以外的所有金属，在广泛的温度范围内和它们的氧化物
对比起来，是热力学不稳定，而实际上，在金属远远没有完全消
耗前氧化反应时常基本上已经终止，这是顺为氧化反应只能借反
应物对一这一运动通过氧化物层，遇到另一反应物量才能进行，
如果氧化物对这一移动通过氧化物层反应速度将变为可以忽略不
计。
按照瓦格纳的首创性工作传下来的近代观点，反应物是以离了
孤形式通过氧化物，不论是金属离子从整块金属通过到氧化物层
的外面，在那里和氧起反应，或者是氧离子沿相反的方向内移，
在氧物/金属界面上和金属起反应，前者比较普通，因为大多数
金属离子比氧离子小，从而比较便于移动，这种纤移取决于缺陷
的存在，对于金属，如果氧化物是型的，它将是金属离子从一个
晶格位置连续地移到下一个晶格间位置，如果氧化物是型同，它
将主要是阳离子空位的迁移。
现在想象一种被阳离子迁移所氧化的金属，被一层氧化物遮盖
着，离子状态的氧在氧化层的外面化学吸附着，从而在化学吸附
层和金属之间建立趣电位关，因而，穿过这膜将有一个电位梯度
，另外，因为接近金属的区域的金属离子浓度高，在低温时，化
学位梯度是不重要的，因为由于热运动本身所引起的离子运动是
较的，是以，与膜的厚度成反比的静电位梯度，在膜薄的而且温
度低时将具有支配的重要性。
实际上，符合上述所讨论的简单模型，形成厚度均匀各向同性
粘附在金属的片状的氧化物层是很少的，氧化作用进行时，在氧
化物中可能发生孔隙，在金属和氧化物间可能出现空穴，或者在
氧化物层中可能发生裂缝，如是对于氧气面论变成多孔的，象这
类变化会使金属的表现与从理想模型推断所得的偏离很远，的确
有许多类型的偏离难以归类，表明在氧化层中多孔性的重要性，
和更专属性的一类即铁的氧化，其中空隙的形成具有特殊意义。
