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低压下在氧气和水气氛中氧化铁的体积和表面相

添加时间: 2017/08/07   Read:356  Font size: Large Small

使用计算机程序EquiTherm计算不同氧化铁的热力学稳定性范围,作为环境氧气或水气相压力(p⩽1bar)和温度的函数。

由于H2O解离平衡,Fe-H2O的相图几乎完全由O2压力决定。在铂和钌底物上外延生长的氧化铁膜的形成与计算的相图非常一致。薄膜表现出优于单晶的优点,体积扩散对平衡相的建立只有有限的影响。

在相界面Fe3O4-Fe2O3附近,观察到表面结构由两种氧化物上的FeO(111)的双相有序畴组成。它们由于在氧化成赤铁矿或还原成磁铁矿的过程中的动力学效应而形成。在920-1000K的5×10-5 mbar氧气中退火Fe3O4(111)膜会在氧化成α-Fe2O3(0001)期间产生新的γ-Fe2O3(111)样的中间表面相。建议使用一种模型,用于氧化铁的生长和涉及氧化铁的氧化还原过程。讨论了几个平衡表面相的形成。

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