應(yīng)力產(chǎn)生

通常，應(yīng)力可以來(lái)源于被氧化構(gòu)件所承受的載荷。然而，氧化過(guò)程
能夠產(chǎn)生兩種額外的應(yīng)力。一是生長(zhǎng)應(yīng)力，在恒溫氧化過(guò)程中氧化膜生
長(zhǎng)形成的應(yīng)力。二是熱應(yīng)力，來(lái)自于合金基體與氧化膜熱膨脹或收縮的
差異。

生長(zhǎng)應(yīng)力可能的產(chǎn)生機(jī)制概括如下：

(1)氧化物與形成該氧化物所消耗金屬的體積差；

(2)取向應(yīng)力；

(3)合金或氧化膜的成分變化；

(4)點(diǎn)缺陷應(yīng)力；

(5)再結(jié)晶應(yīng)力；

(6)氧化膜中新氧化物的形成；

(7)樣品幾何形狀。

上述機(jī)制將分別予以討論。

(a)氧化物與金屬的體積差

這種應(yīng)力的產(chǎn)生是由于生成氧化物的體積幾乎總是不等予消耗的相
應(yīng)金屬體積。

(b)取向應(yīng)力

成核理論表明，最先生成的氧化物與基體具有取向關(guān)系。由于金屬
與氧化物的點(diǎn)陣常數(shù)不同，因此氧化物與基體的取向關(guān)系導(dǎo)致了應(yīng)力的
產(chǎn)生。當(dāng)氧化膜很薄時(shí)，比如氧化時(shí)間短或者氧化溫度低，這種機(jī)制可
能產(chǎn)生明顯的應(yīng)力。然而，有研究認(rèn)為離子膜空位湮滅過(guò)程中，本征位
錯(cuò)在一定程度上與半共格界面的作用能產(chǎn)生可測(cè)的應(yīng)力。也有研究認(rèn)為
，界面位錯(cuò)結(jié)構(gòu)并不能產(chǎn)生明顯的應(yīng)力舊“。

(C)合金或氧化膜中的成分變化

成分變化可以通過(guò)幾種途徑產(chǎn)生生長(zhǎng)應(yīng)力。合金中一個(gè)或多個(gè)組元
由于選擇性氧化而發(fā)生貧化致使點(diǎn)陣常數(shù)改變，從而產(chǎn)生應(yīng)力。氧化膜
成分的變化也有同樣的作用。氧在金屬中的溶解，如Nb，Ta，Zr這些氧
溶解度高的金屬，能夠產(chǎn)生應(yīng)力

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