On the Oxygen Pressure Dependence of High Temperature Oxidation of Copper

Abstract

Du cuivre de haute purete a ete oxyde a 900-1050°C dans l'oxygene avec des pressions comprises entre 5.10 -4 et 0,21 atm. La loi cinetique determinee par thermogravimetrie est parabolique. Dans le domaine de stabilite de CuO, et lorsque la couche est formee de Cu 2 O surmonte d'une mince pellicule de CuO, la constante parabolique est independante de la pression d'oxygene. Par contre pour les pressions pour lesquelles seul Cu 2 O est stable l'influence de la pression evolue depuis une proportionalite avec p 1/7 O2 jusqu'a une proportionalite avec p 1/4 O2 lorsque la pression augmente. La cinetique de reaction et l'influence de la pression d'oxygene sont interpretees en considerant que l'etape limitante est la diffusion de lacunes de cuivre simplement chargees pour les faibles pressions d'oxygene et neutres pour les pressions proches d'une atmosphere. Lorsque l'oxydation conduit a la formation de Cu 2 O (pas de CuO) l'energie d'activation varie de 110 a 120 kJ/mol en function de la pression d'oxygene.