铁氧化层中离子扩散抑制问题研究

周旬¹，艾矫健¹，王晓东¹，徐海卫¹，刘朋²，魏连启³

1. 首钢京唐钢铁联合有限责任公司2. 首钢集团有限公司技术研究院3. 中国科学院过程工程研究所

摘 要：研究了铁在高温氧化过程中的扩散机理,通过氧化增重试验进行了动力学计算;通过X射线衍射,对晶格参数进行了计算,提出高温下Fe的扩散以及Mg对高温氧化的抑制作用机理。结果表明:Mg²⁺填充氧化层内层FeO的晶格空位,降低了空位浓度,减小了阳离子穿过FeO层的扩散速率,从而降低了氧化速率。Mg²⁺取代氧化层外层Fe₃O₄中氧八面体中心的Fe²⁺,生成Mg_xFe_（1-x）O和Mg_xFe_（1-x）Fe₂O₄,通过提高八面体扩散能垒,可以降低阳离子穿过该层的扩散速率。

关键词：扩散速率;晶格参数;空位;抑制;