Über den Mechanismus der Oxydation von Nickel bei niedrigen Temperaturen

<jats:title>Abstract</jats:title><jats:p>Aus dem gegenwärtig vorliegenden experimentellen Material über die Reaktion von Sauerstoff mit Nickeloberflächen bei niedrigen Temperaturen läßt sich folgendes Bild des Reaktionsablaufes gewinnen: Die an der Metalloberfläche adsorbierten Sauerstoffatome binden auf Grund ihrer Elektronenaffinität Metallelektronen an sich, was einerseits einen Leitfähigkeitsabfall der Metallunterlage, andererseits die Errichtung einer elektrischen Doppelschicht an der Oberfläche zur Folge hat. Die dort herrschenden elektrischen Felder führen, zunächst an energetisch bevorzugten Stellen, zum Aufbrechen des Metallgitters und zur Bildung von Oxydkeimen. Diese wachsen nach demselben Mechanismus mit großer Geschwindigkeit weiter und bedecken in kurzer Zeit die gesamte Metalloberfläche mit einer unregelmäßigen Deckschicht. Im weiteren Verlauf der Reaktion wird unter maßgeblicher Mitwirkung der elektrischen Felder, die sich zwischen den chemisorbierten Sauerstoffatomen und den Defektelektronen an der Metalloberfläche erstrecken, das Oxydgitter weitergebaut. Die Geschwindigkeit des Prozesses wird dabei durch die gehemmte Elektronennachlieferung bestimmt, wodurch auch die Einstellung eines Chemisorptions‐Gleichgewichtes mit der Gasphase verhindert und damit die Druckabhängigkeit des Vorganges aufgehoben wird. Die Annahme, daß Elektronen überwiegend durch Tunneleffekt über die Oxydschicht hinweggelangen, führt u.a. zu einer Deutungsmöglichkeit für das empirisch gefundene logarithmische Zeitgesetz Nach Aufbau von einigen Atomlagen verlangsamt sich der Ionentransport sehr rasch. Die Elektronennachlieferung wird wieder (relativ) schneller, die Oberfläche füllt sich daher mit chemisorbierten Sauerstoffatomen auf (Gleichgewichtseinstellung!) und der Prozeß kommt praktisch zum Stillstand. Durch diese Vorstellungen läßt sich eine qualitative Deutung des Zeitgesetzes der Reaktion, ihres Einflusses auf die elektrische Leitfähigkeit und schließlich ihrer Wärmetönung in Abhängigkeit von der Schichtdicke geben. Die Entscheidung darüber, inwieweit die einzelnen Teile dieses Bildes auch für die Interpretation verwandter Vorgänge dienen können, muß weiteren Versuchen vorbehalten bleiben.</jats:p>