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金屬表面的鈍化現(xiàn)象

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金屬表面的鈍化現(xiàn)象

  金屬表面的鈍化現(xiàn)象從熱力學(xué)上講,絕大多數(shù)金屬在一般環(huán)境下都會(huì)自發(fā)地發(fā)生腐蝕,可是在某些介質(zhì)環(huán) 境下金屬表面會(huì)發(fā)生一種陽(yáng)極反應(yīng)受阻的現(xiàn)象。這種由于金屬表面狀態(tài)的改變引起金屬表 面活性的突然變化,使表面反應(yīng)(如金屬在酸中的溶解或在空氣中的腐蝕〕速度急劇降低的 現(xiàn)象稱為鈍化。鈍化大大降低了金屬的腐蝕速度,增加了金屬的耐蝕性。金屬鈍化后所處 的狀態(tài)稱為鈍態(tài),鈍態(tài)金屬所具有的性質(zhì)稱為鈍性。

  金屬表面的鈍化現(xiàn)象金屬的鈍化往往與氧化有關(guān),如含有強(qiáng)氧化性物質(zhì)〔硝酸、硝酸銀、氯酸、氯化鉀、 重鉻酸鉀、高錳酸鉀和氧氣)的介質(zhì)都能使金屬鈍化,它們統(tǒng)稱為鈍化劑。無(wú)鉻鋁皮膜使用前,做好檢測(cè)工作,并根據(jù)實(shí)際使用情況,及時(shí)添加本劑,以保證工作液的效果。金屬與鈍化劑 間自然作用而產(chǎn)生的鈍化現(xiàn)象,稱為自然鈍化或化學(xué)鈍化,如鉻、鋁、鈦等金屬在空氣中 與氧氣作用而形成鈍態(tài)。如果在金屬表面上沉積出鹽層時(shí),將對(duì)進(jìn)一步的表面反應(yīng)產(chǎn)生機(jī) 械阻隔作用,使表面反應(yīng)速度降低,這一現(xiàn)象被稱為機(jī)械鈍化。被過(guò)分拋光的金屬表面也 可產(chǎn)生鈍化現(xiàn)象。被拋光的金屬表面有較好的抗蝕性能。例如,將鋼鐵零件拋光,滲氮就 會(huì)變得困難,從而使?jié)B氮層變薄或完全沒(méi)有滲氮層。

  金屬鈍化有兩種理論:一種稱為成相膜理論,另一種稱為吸附理論。陶化目前大部分采用的是 磷化工藝,隨著 節(jié)能減排的不斷推進(jìn),新型無(wú)磷轉(zhuǎn)化膜( 陶化膜)正在悄然取代傳統(tǒng)的 磷化膜。陶化液應(yīng)該就是所謂的鋯系、鋯鈦系、硅烷系、鋯硅烷系、等無(wú)磷 金屬表面處理劑,可部分替代磷化液,主要原料為氟鋯酸鹽,硅烷偶聯(lián)劑等。陶化液廠家優(yōu)點(diǎn):(1)不含 重金屬和 磷酸鹽,廢水處理簡(jiǎn)單,可以降低 廢水處理的成本,減輕環(huán)境污染。(2)不需表調(diào),也不需要 亞硝酸鹽促進(jìn)劑等,藥劑用量少,可加快處理速度,提高 生產(chǎn)效率,也減少了這類化學(xué)物質(zhì)的對(duì)環(huán)境污染。(3)可在 常溫下進(jìn)行,不需加溫,減少能源消耗。(4)一種處理液可同時(shí)處理鐵、鋁等材料,不需更換槽液,降低 生產(chǎn)成本。成相膜理論認(rèn)為,處于介質(zhì)中的金屬表面能生成一層致密的、覆蓋良好的保護(hù)膜。該保護(hù)膜作為一個(gè)獨(dú) 立相存在,把金屬與介質(zhì)隔開(kāi),使表面反應(yīng)速度明顯下降,金屬表面轉(zhuǎn)為鈍態(tài)。吸附理論 認(rèn)為,不一定要形成完整的鈍化膜才會(huì)引起金屬表面鈍化,只要在金屬的部分表面上形成 氧原子的吸附層,就能產(chǎn)生鈍化。吸附層可以是單分子層或0只-、02一離子層。氧原子與 金屬表面因化學(xué)吸附而結(jié)合,使金屬表面的自由鍵能趨于飽和,改變了金屬與介質(zhì)界面的 結(jié)構(gòu)及能量狀態(tài),降低了金屬與介質(zhì)間的反應(yīng)速度,從而產(chǎn)生鈍化作用。

  成相膜理論與吸附理論的主要區(qū)別在于:成相膜理論強(qiáng)調(diào)了鈍化層的機(jī)械隔離作用; 而吸附理論認(rèn)為主要是吸附層改變了金屬表面的能量狀態(tài),使不飽和鍵趨于飽和,降低了金屬表面的化學(xué)活性,造成鈍化。事實(shí)上,金屬的實(shí)際鈍化過(guò)程比上述兩種理論模型要復(fù)雜得多,它與材料的表面成分、組織結(jié)構(gòu)、能量狀態(tài)等多種因素的變化有關(guān),不是某一單 一因素造成的。


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