The rates of oxidation of several faces of a single crystal of copper as determined with elliptically polarized light

The rates of oxidation of the (100), (111), (110) and (311) faces of a copper single crystal were determined at the temperatures 70°, 106°, 130°, 159°, and 178°C by measuring the increase in thickness of the oxide film as a function of time. A polarizing spectrometer was used to measure film-thickness. Particular emphasis was placed on preparing a smooth, clean, strain-free surface of known orientation. The relative order of the rates of oxidation of these faces was found to be (100), (111), (110), (311) in decreasing order. The results showed the great difference in the rate of oxidation with crystal face at these temperatures, the ratio of the thickness of the oxide on the (100) face to that on the (311) face being 12.5 for oxidation at 178°C. An analysis of the results, according to the present theories of the oxidation of metals, was presented. Les vitesses d'oxydation des faces (100), (111), (110), et (311) d'un monocristal de cuivre ont été déterminées à des températures de 70°, 106°, 130°, 159°, et 178°C par la mesure de l'augmentation d'épaisseur du film d'oxyde en fonction du temps. Cette épaisseur a été déterminée à l'aide d'un spectomètre polarisant. Un soin tout particulier a été apporté à la préparation de surfaces d'orientation connue, bien planes, propres et exemptes de toute déformation. La vitesse d'oxydation de ces faces va décroissant dans l'ordre (100), (111), (110), (311). Les résultats obtenus montrent la grande différence de vitesse d'oxydation suivant ces plans: ainsi pour une oxydation à 178°C, le rapport des épaisseurs d'oxyde pour (100) et (311) est 12.5. Une analyse des résultats est présentée, à la lumière des théories actuelles de l'oxydation des métaux. Die Oxydationsgeschwindigkeiten auf den (100), (111), (110), und (311)-Ebenen eines Kupfereinkristalls wurden bestimmt bei den Temperaturen 70°C, 106°, 159°, und 178°C durch Messen der Dickenzunahme des Oxydfilms in Abhängigkeit von der Zeit. Zur Messung der Filmdicke wurde ein Polarisations-Spektrometer verwendet. Besondere Bedeutung wurde der Herstellung einer glatten, sauberen und spannungsfreien Oberfläche mit bekannter Orientierung zugemessen. Es wurde gefunden, dass die Oxydationsgeschwindigkeit auf diesen Flächen in der Reihenfolge (100), (111), (110), (311) abnimmt. Die Ergebnisse zeigten bei den genannten Temperaturen grosse Unterschiede zwischen den Oxydationsgeschwindigkeiten auf verschiedenen Kristallflächen. Das Verhältnis der Oxyddicke auf der (100)- Ebene zu derjenigen auf der (311)-Ebene ist für eine Oxydation bei 178°C 12,5. Auf Grund der derzeitigen Theorien für die Oxydation von Metallen wurde eine Diskussion der Ergebnisse durchgeführt.