前面談到的兩種保護層法,金屬的“衣服”是“穿在身上”的。能不能讓金屬自己長出一層即耐磨又抗腐蝕的“皮”呢?能!在實踐中,人們找到許多方法,這就是讓金屬表面發生化學變化,生產一層具有保護性能的膜-穩定的金屬化合物,使金屬表面的化學性質變鈍,這就是表面鈍化法。


 使表面鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)的方(fang)法,有化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)和電化(hua)(hua)(hua)(hua)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)兩種(zhong)(zhong)。化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)就是讓(rang)金屬(shu)和某些氧化(hua)(hua)(hua)(hua)劑反(fan)應,使金屬(shu)表面形成一(yi)層緊(jin)密(mi)粘(zhan)連著的、具有保護性的氧化(hua)(hua)(hua)(hua)物或其他化(hua)(hua)(hua)(hua)合物。其實,這也是一(yi)種(zhong)(zhong)腐(fu)(fu)蝕,不(bu)過腐(fu)(fu)蝕的結果,不(bu)僅(jin)不(bu)損壞金屬(shu),反(fan)而有保護作(zuo)用。

濃硫酸.jpg  鈍化金屬.jpg


 例如,把鐵(tie)浸入比重大于1.25的(de)濃(nong)(nong)硝酸(suan)(suan)(suan)中,開始鐵(tie)能溶解,但很(hen)快反應停(ting)止。由于只有極薄一層鐵(tie)發生(sheng)了(le)反應,所以這(zhe)塊(kuai)鐵(tie)的(de)外形并不改變,但它表(biao)明的(de)性質卻(que)發生(sheng)了(le)變化(hua)(hua)(hua)(hua)。這(zhe)塊(kuai)不和稀硝酸(suan)(suan)(suan)反應,也不能從硝酸(suan)(suan)(suan)銀溶液(ye)中置換出銀。像(xiang)這(zhe)樣使金(jin)屬表(biao)面鈍化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)劑叫做鈍化(hua)(hua)(hua)(hua)劑,在這(zhe)里,濃(nong)(nong)硝酸(suan)(suan)(suan)就是一種鈍化(hua)(hua)(hua)(hua)劑。在化(hua)(hua)(hua)(hua)工廠里,常用鐵(tie)制器(qi)皿(min)盛濃(nong)(nong)硫酸(suan)(suan)(suan),而鐵(tie)并不被(bei)腐蝕,也是因為鐵(tie)制器(qi)皿(min)表(biao)面被(bei)濃(nong)(nong)硫酸(suan)(suan)(suan)鈍化(hua)(hua)(hua)(hua)了(le)的(de)緣故(gu)。


 電(dian)(dian)化(hua)(hua)(hua)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)是讓金(jin)屬作陽(yang)極(ji)(ji),放(fang)在(zai)電(dian)(dian)解池中通電(dian)(dian),這時,金(jin)屬被(bei)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua),所以也稱作陽(yang)極(ji)(ji)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)。隨(sui)著電(dian)(dian)流(liu)密(mi)度的(de)增大,電(dian)(dian)位增高,OH-也可能在(zai)陽(yang)極(ji)(ji)被(bei)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua),生成OH原(yuan)子團或氧(yang)(yang)(yang)原(yuan)子和(he)(he)水。OH原(yuan)子團和(he)(he)氧(yang)(yang)(yang)原(yuan)子都很容易和(he)(he)金(jin)屬反應,在(zai)金(jin)屬表(biao)面生成一(yi)種極(ji)(ji)薄(bo)的(de)、肉眼看不(bu)見的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜。這層膜牢固地和(he)(he)金(jin)屬結(jie)合在(zai)一(yi)起(qi),而且性(xing)質穩(wen)定。所以,當這種氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜生成后(hou),金(jin)屬就(jiu)不(bu)再變化(hua)(hua)(hua)了,這塊(kuai)金(jin)屬就(jiu)具有了鈍(dun)性(xing)。鋁制品常通過電(dian)(dian)化(hua)(hua)(hua)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua),使表(biao)面生成一(yi)層較厚的(de)保(bao)護(hu)(hu)膜,以延(yan)長使用壽命。同時,這層保(bao)護(hu)(hu)膜還有較好的(de)吸附(fu)性(xing)能,可以染上(shang)各種美(mei)麗的(de)顏色。


可見,電鈍化(hua)和化(hua)學鈍化(hua)雖(sui)然采(cai)用(yong)的(de)(de)方法不(bu)同,但結(jie)果是一樣的(de)(de),都是使金屬表面氧化(hua),生(sheng)成(cheng)一層(ceng)具(ju)有鈍性的(de)(de)保護(hu)膜。


一(yi)般經(jing)過處理表(biao)面(mian)都可以被鈍化(hua)(hua)(hua)(hua),但鈍化(hua)(hua)(hua)(hua)的難易程度(du)不同,鈍化(hua)(hua)(hua)(hua)后耐腐蝕性(xing)也(ye)不同。例如,鋁(lv)很容易鈍化(hua)(hua)(hua)(hua),在(zai)通(tong)常情況下(xia),鋁(lv)暴露(lu)在(zai)空氣中(zhong),表(biao)面(mian)很快就被氧氣所(suo)氧化(hua)(hua)(hua)(hua),生成一(yi)層(ceng)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鋁(lv)薄(bo)膜,保護著這種活動金屬鋁(lv)不繼續(xu)腐蝕;鐵在(zai)常溫下(xia)放在(zai)濃(nong)(nong)硝酸中(zhong)即(ji)可鈍化(hua)(hua)(hua)(hua);而銅(tong)需要在(zai)-11℃的低(di)溫下(xia)用(yong)濃(nong)(nong)硝酸處理才能(neng)鈍化(hua)(hua)(hua)(hua);鈉、鉀等活動金屬,因為它們的化(hua)(hua)(hua)(hua)合物都易溶(rong)解,所(suo)以很難鈍化(hua)(hua)(hua)(hua)。


由于(yu)不(bu)同金屬鈍(dun)化(hua)后耐腐蝕(shi)性能的不(bu)同,我們(men)就應根據用(yong)(yong)途選(xuan)擇(ze)金屬材料。例如,鋁(lv)的保護膜在空氣(qi)中(zhong)很穩定,但易(yi)被酸(suan)、堿(jian)腐蝕(shi),所(suo)以常(chang)用(yong)(yong)鋁(lv)制成(cheng)日常(chang)生活用(yong)(yong)品(pin)、電(dian)器零件以及飛機(ji)機(ji)身(shen)等(deng)。鉛遇到(dao)硫(liu)酸(suan)后,表面生成(cheng)一層硫(liu)酸(suan)鉛層,保護里面的鉛不(bu)再(zai)與(yu)硫(liu)酸(suan)反(fan)應,所(suo)以鉛廣(guang)泛用(yong)(yong)于(yu)做輸送硫(liu)酸(suan)的管道和實(shi)驗室的下水道等(deng)。