Oxygen mobility in silicon dioxide and silicate glasses: a review

Silicon dioxide and silicate glass films are formed on silicon nitride and silicon carbide ceramics during exposure to high-temperature oxidising atmospheres, and oxygen transport through the film is potentially a rate-controlling step. Recent published literature concerning oxygen permeation and diffusion through amorphous and crystalline silicon dioxide, and silicate glasses, is reviewed. Data for diffusion coefficients are collected to facilitate the assessment of probable dominant oxygen transport mechanisms, and associated rates, under given sets of oxidation conditions. Bei der Auslagerung bei hohen Temperaturen und in oxidierender Atmosphäre bilden sich auf Siliziumnitrid- und Siliziumkarbid-Keramiken Glasfilme aus Siliziumdioxid und Silikat. Der Sauerstofftransport durch den Film ist hierbei möglichlicherweise ein geschwindigkeitsbestimmender Schritt. Die vor kurzem veröffentliche Literatur bezüglich der Sauerstoffpermeation und der Sauerstoffdiffusion durch amorphes und kristallines Siliziumdioxid und durch Silikatgläser wurde überarbeitet. Daten über Diffusionskoeffizienten wurden gesammelt, um die wahrscheinlich dominierende Rolle der Sauerstoff-Transport-Mechanismen und die damit verbundenen Geschwindigkeitskonstanten, bei verschiedenen vorgegebenen Oxidationsbedingungen zugänglich zu machen. Des films amorphes de dioxide de silicium et de verre à base de silice se forment sur des céramiques à base de nitrure et de carbure de silicium aprés exposition à haute température dans des atmosphères oxydantes, et le transport d'oxygène à travers le film est potentiellement l'étape contrôlant la vitesse. De la littérature récemment publiée concernant la pénétration et la diffusion de l'oxygène à travers du dioxide de silicium amorphe ou cristallin et des verres à base de silice est passée en revue. Des données en ce qui concerne les coefficients de diffusion sont collectées pour faciliter l'estimation des mécanismes dominants probables du transport d'oxygène, ainsi que des taux associés, sous une série de conditions d'oxydation données.