उच्च तापमान ऑक्सिडीकरण ही उच्च तापमानात घडणारी धातूंच्या गंजण्याची विक्रिया असून यात धातू व वातावरणातील ऑक्सिजन यांची रासायनिक विक्रिया होते. या रासायनिक विक्रियेतून वेगवेगळी ऑक्साइडे, सल्फाइडे आणि कार्बाइडे निर्माण होतात. धातू किंवा मिश्रधातू जेव्हा हवेच्या उपस्थितीत किंवा अति-ऑक्सिडीकारक वातावरणात – अतिरिक्त हवेच्या किंवा ऑक्सिजनाच्या उपस्थितीतील ज्वलन – अति-उच्च तापमानास तापविले जातात, तेव्हा त्यांचे ऑक्सिडीकरण होते.
उच्च तापमान ऑक्सिडीकरणामुळे ऑक्सिडीकारक धातूवर ऑक्साइडचा थर तयार होतो. यालाच ऑक्साइडचा शल्क वा खवला (Oxide scale) असेही म्हणतात. ऑक्साइडचा शल्क हा अनेक ऑक्साइडे थरांपासून बनलेला असतो. ऑक्साइड शल्कांची त्यांच्या संरचनेनुसार संरक्षी शल्क (Protective scale) व असंरक्षी शल्क (Non- protective scale) अशी विभागणी केली जाते.
संरक्षी शल्क सरंध्र किंवा सच्छिद्र नसल्यामुळे आणि एकसारख्या संरचनेमुळे ऑक्सिजनाच्या धातूच्या पृष्ठभागाकडे जाणाऱ्या प्रवाहास ते प्रतिबंधित करते. असंरक्षी शल्क हा थर सच्छिद्र संरचनेचा असल्यामुळे याच्यामधून धातूच्या पृष्ठभागास ऑक्सिजनाचा पुरवठा केला जातो.
ऑक्साइडच्या शल्कांचे वर्गीकरण पिलिंग- बेडवर्थ गुणोत्तरानुसार (P-B Ratio) करता येते. ज्या धातूचे ऑक्सिडीकरण होते त्याची घनता जर तयार झालेल्या ऑक्साइड घनतेपेक्षा कमी असेल, तर तयार होणारे ऑक्साइड शल्क हे संरक्षी शल्क असते. तसेच धातूची घनता जर तयार झालेल्या ऑक्साइड घनतेपेक्षा जास्त असेल, तर तयार होणारे ऑक्साइड शल्क हे असंरक्षी शल्क असते.परंतु जर तयार झालेल्या ऑक्साइडची घनता ही धातूच्या घनतेच्या दुपटीपेक्षा जास्त असेल, तर असे ऑक्साइड शल्कदेखील असंरक्षी शल्क असते. अशा ऑक्साइड थरांमध्ये संकोची प्रतिबले (Compressive stresses) निर्माण झाल्यामुळे या संरक्षी थरांवर चिरा पडतात व पापुद्रे तयार होऊन संरक्षी शल्क उद्ध्वस्त होतो.यामुळे ऑक्सिजनाचे धातूच्या पृष्ठभागाकडे जलद अंतर्वेशन होते व आपत्तिकारक ऑक्सिडीकरण होते.
संदर्भ :
- Birks,Neil.; Meier,G.H.; Pettit,F.S. Introduction to the high temperature oxidation of metal,Cambridge, 2006.
- Bose,Sudhangshu. High temperature coatings, first edition, Butterworth-Heinemann, 2007.
समीक्षक – बाळ फोंडके
