Anfangszustände der Oxidation von Fe-15%Cr Legierungen

Abstract

An der Modellegierung Fe-15%Cr wurden Anfangszustände der Oxidation untersucht, wie sie sich einerseits aus dem Angriff der Probenoberfläche durch O2 unter Ultrachochvakuum-Bedingungen (UHV) und andererseits in strömenden Gasgemischen N2/Ar-H2-H2O bei Atmosphärendruck ergeben. Verschieden orientierte Einkristallproben ((100), (110) und (111)) wurden zum Teil bereits nach mechanischer Präparation für eine Minute bei 800°C in einem Hochtemperatur-Reaktor oxidiert, der im Wesentlichen einem Röhrenofen entspricht aber direkten Zugang zur oberflächenanalytischen Untersuchung mittels Röntgen-Photoelektronen-Spektroskopie (XPS) bietet. Teils wurden die Proben ebenfalls bei 800°C in entsprechenden Dosen Sauerstoff [mbar·s] in der Präparationskammer einer UHV-Apparatur oxidiert und deren Ergebnisse miteinander verglichen. Darüber hinaus war es möglich, den Fortschritt der Oxidation der Probenoberfläche bei kleinem Sauerstoffdruck und bis zu 440°C in einem Rastertunnelmikroskop (STM) in-situ zu verfolgen. Es konnte gezeigt werden, daß trotz des großen Druckunterschieds geeignete Bedingungen gefunden werden können, unter denen der Oxidationsangriff vergleichbare Schichtdicken und Oxidstrukturen zur Folge hat, obwohl sich das Verhalten der verschiedenen Probenorientierungen deutlich voneinander unterscheidet.