Вивчення закономірностей росту оксидних структур на поверхні вольфраму при нагріванні

Анотація

В роботі представлено результати досліджень особливостей утворення оксидних структур на поверхні вольфрамових дротиків, що нагріваються електричним струмом в повітрі. Вивчено стаціонарні високотемпературні режими окислення вольфрамових дротиків діаметрами 210 і 300 мкм електротермографічним методом. Встановлено, що при середній температурі вольфрамового дротика близько 900 К на його поверхні з’являються ниткоподібні кристали, які швидко зростають, і надалі набувають пластинчатої і гіллястої форми. Дисперсний склад, форма і поверхнева густина отримуванних мікрокристалів триоксиду вольфраму залежать від температури і часу окислення. Визначено швидкості росту розмірів окремих кристалів в повздовжньому та поперечному напрямках. Встановлено, що кристали спочатку активніше зростають в повздовжньому напрямку (в висоту), а потім швидше ростуть в ширину. Зазвичай кінцевий розмір кристала в поперечному напрямі більший ніж в повздовжньому. Доведено лінійний закон зростання максимальних розмірів дендритів від часу. Проведено розрахунки фрактальної розмірності дендритних структур оксиду вольфраму. Отримані значення фрактальної розмірності вказують на те, що механізмом росту є дифузійно обмежена агрегація (DLA) при участі парової фази WO₃. При нагріванні вольфраму до високих температур оксид частково переходить в пару й конденсується на поверхні у формі дендритів.