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Degradación por Oxidación a Alta Temperatura

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Pérdida de masa o formación de capa de óxido en cerámicos no óxidos (SiC, Si3N4) expuestos a atmósferas oxidantes a alta temperatura.

ID:('ky', 1630)


Ley parabólica de oxidación

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$\Delta m_{ox}=\sqrt{k_{p,ox}t_{ox}}$

$Delta m_{ox}$
Masa oxidada superficial
$kg/m²$
$k_{p,ox}$
Constante parabólica
$kg²/m?s$
$t_{ox}$
Tiempo de oxidación
$s$



ID:('gm', 14301)


Arrhenius

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$k_{p,ox}=k_{p0}\exp\left(-\frac{Q_{ox}}{R_gT}\right)$

$T$
Temperatura absoluta
$K$
$k_{p,ox}$
Constante parabólica
$kg²/m?s$
$k_{p0}$
Prefactor Arrhenius
$kg²/m?s$
$Q_{ox}$
Energía de activación
$J/mol$
$R_g$
Constante de gases
$J/mol·K$



ID:('gm', 14302)


Espesor de óxido

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$x_{ox}=\sqrt{\frac{2k_{p,ox}t_{ox}}{\rho_{ox}}}$

$\r ho_{ox}$
Densidad del óxido
$kg/m³$
$k_{p,ox}$
Constante parabólica
$kg²/m?s$
$x_{ox}$
Espesor de óxido
$m$
$t_{ox}$
Tiempo de oxidación
$s$



ID:('gm', 14303)


Oxidación efectiva

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$k_{p,eff}=k_{p,ox}\frac{f_{O2}}{f_{prot}}$

$f_{O2}$
Factor oxidante
$1$
$f_{prot}$
Protección de capa
$1$
$k_{p,eff}$
Constante efectiva
$kg²/m?s$
$k_{p,ox}$
Constante parabólica
$kg²/m?s$



ID:('gm', 14304)


Fracción crítica

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$\Phi_{ox}=\frac{x_{ox}}{x_{crit}}$

$Phi_{ox}$
Fracción crítica
$1$
$x_{crit}$
Espesor crítico
$m$
$x_{ox}$
Espesor de óxido
$m$



ID:('gm', 14305)


Tasa instantánea

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$v_m=\frac{1}{2}\sqrt{\frac{k_{p,eff}}{t_{ox}}}$

$v_m$
Tasa instantánea de masa
$kg/m²s$
$k_{p,eff}$
Constante efectiva
$kg²/m?s$
$t_{ox}$
Tiempo de oxidación
$s$



ID:('gm', 14306)


gphysics.net - Dr. Willy H. Gerber
Palos Verdes, Costa de Corral, Región de los Rios, Chile