Estudo experimental da difusão do manganês em óxido de cromo sintético e em óxido de cromo formado por oxidação.

Abstract

Neste trabalho foi feita a determinação experimental da difusão do manganês no Cr2O3 sintético policristalino de alta densidade, obtido por prensagem a quente, e em filmes de Cr2O3 crescidos sobre a liga 70%Ni-30%Cr. A difusão do manganês foi realizada a partir de um filme superficial fino em um meio semi-infinito e, os perfis de difusão foram determinados por espectrometria de massa de íons secundários (SIMS). As experiências de difusão foram realizadas na faixa de 800-1100 o C para amostras policristalinas sintéticas e entre 700-900 o C para amostras na forma de filmes obtidos por oxidação, sob pressão parcial de oxigênio 10Pa 10 -4 atm. Através da comparação direta entre os valores das difusividades dos cátions manganês e ferro obtidos, rigorosamente sob as mesmas condições experimentais, verificou-se que difusividade em volume do manganês nas amostras policristalinas de Cr 2O3 foi maior, em torno de uma ordem de grandeza, quando comparada com a difusividade do Fe. Já para as amostras de Cr2O3 na forma de filmes essa diferença variou de uma até quatro ordens de grandeza, tanto no volume como nos contornos de grão. A difusividade do manganês tanto nas amostras policristalinas como nas de filme, foi quatro ordens de grandeza maior nas regiões de contornos de grão do que no volume. Essa grande diferença entre esses dois tipos de difusividades indica que provavelmente os contornos de grão constituem uma via preferencial para a difusão do manganês nessas amostras. A difusividade em volume e nos contornos de grão do manganês nas amostras de Cr2O3 na forma de filme, apresentaram valores superiores, em torno de uma ordem de grandeza, quando comparado com as amostras na forma de policristal. Isso pode ser explicado em parte pelo fato de que no filme de óxido formado pela oxidação, outros mecanismos podem intervir devido à presença de poros, trincas e outras imperfeições contidas no mesmo.