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(mian)鈍(dun)化(hua)的(de)方法,有化(hua)學鈍(dun)化(hua)和電化(hua)鈍(dun)化(hua)兩種。化(hua)學鈍(dun)化(hua)就(jiu)是讓金(jin)屬和某些氧化(hua)劑反應(ying),使金(jin)屬表面(mian)形(xing)成(cheng)一(yi)層緊密粘連著的(de)、具有保護(hu)性(xing)的(de)氧化(hua)物(wu)或其(qi)他化(hua)合物(wu)。其(qi)實,這也是一(yi)種腐(fu)蝕(shi),不(bu)過腐(fu)蝕(shi)的(de)結果(guo),不(bu)僅(jin)不(bu)損壞(huai)金(jin)屬,反而有保護(hu)作用。

濃硫酸.jpg  鈍化金屬.jpg


 例如,把鐵浸(jin)入比(bi)重(zhong)大于1.25的(de)濃硝酸(suan)(suan)中,開(kai)始鐵能(neng)溶解(jie),但很快反應(ying)停止(zhi)。由于只有(you)極薄一層鐵發生了反應(ying),所以這塊(kuai)(kuai)鐵的(de)外形并(bing)(bing)不改變,但它表(biao)明的(de)性(xing)質卻(que)發生了變化(hua)(hua)。這塊(kuai)(kuai)不和稀硝酸(suan)(suan)反應(ying),也不能(neng)從(cong)硝酸(suan)(suan)銀(yin)溶液中置換出銀(yin)。像這樣使金屬表(biao)面(mian)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)的(de)氧化(hua)(hua)劑叫做(zuo)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)劑,在(zai)這里,濃硝酸(suan)(suan)就是一種鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)劑。在(zai)化(hua)(hua)工廠里,常用鐵制(zhi)器皿盛濃硫(liu)酸(suan)(suan),而鐵并(bing)(bing)不被(bei)腐蝕,也是因為鐵制(zhi)器皿表(biao)面(mian)被(bei)濃硫(liu)酸(suan)(suan)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)了的(de)緣故。


 電化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)是讓金屬(shu)(shu)(shu)作陽極(ji)(ji),放在(zai)電解池中(zhong)通電,這(zhe)時,金屬(shu)(shu)(shu)被氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua),所以也稱(cheng)作陽極(ji)(ji)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)。隨(sui)著電流密度的(de)增大,電位增高,OH-也可(ke)能(neng)在(zai)陽極(ji)(ji)被氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua),生(sheng)成(cheng)OH原子(zi)團或氧(yang)原子(zi)和(he)水。OH原子(zi)團和(he)氧(yang)原子(zi)都很容易和(he)金屬(shu)(shu)(shu)反(fan)應,在(zai)金屬(shu)(shu)(shu)表面(mian)生(sheng)成(cheng)一種(zhong)極(ji)(ji)薄的(de)、肉(rou)眼看不見的(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)。這(zhe)層(ceng)膜(mo)(mo)(mo)牢固地(di)和(he)金屬(shu)(shu)(shu)結合(he)在(zai)一起,而且性(xing)質穩(wen)定。所以,當這(zhe)種(zhong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)生(sheng)成(cheng)后,金屬(shu)(shu)(shu)就不再變化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)了,這(zhe)塊金屬(shu)(shu)(shu)就具有(you)了鈍(dun)性(xing)。鋁制品常通過電化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua),使(shi)表面(mian)生(sheng)成(cheng)一層(ceng)較厚的(de)保(bao)護膜(mo)(mo)(mo),以延長使(shi)用壽命。同時,這(zhe)層(ceng)保(bao)護膜(mo)(mo)(mo)還有(you)較好的(de)吸附性(xing)能(neng),可(ke)以染上各種(zhong)美麗的(de)顏(yan)色(se)。


可(ke)見,電鈍(dun)化(hua)(hua)和化(hua)(hua)學鈍(dun)化(hua)(hua)雖然采用的方法不同,但結果是一樣的,都(dou)是使金屬表(biao)面氧化(hua)(hua),生成一層具有鈍(dun)性的保護膜。


一般經過處(chu)理表面都(dou)可以被鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua),但鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)的(de)難易(yi)程(cheng)度不(bu)同,鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)后耐(nai)腐(fu)蝕性也不(bu)同。例如,鋁(lv)(lv)很容易(yi)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua),在(zai)(zai)通常情況(kuang)下(xia)(xia)(xia),鋁(lv)(lv)暴露在(zai)(zai)空(kong)氣(qi)中,表面很快就被氧氣(qi)所(suo)氧化(hua),生(sheng)成一層氧化(hua)鋁(lv)(lv)薄膜,保護著這種活動(dong)金屬(shu)鋁(lv)(lv)不(bu)繼續腐(fu)蝕;鐵(tie)在(zai)(zai)常溫下(xia)(xia)(xia)放在(zai)(zai)濃硝酸(suan)中即可鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua);而銅(tong)需要在(zai)(zai)-11℃的(de)低溫下(xia)(xia)(xia)用濃硝酸(suan)處(chu)理才能鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua);鈉、鉀等(deng)活動(dong)金屬(shu),因(yin)為它們的(de)化(hua)合(he)物都(dou)易(yi)溶(rong)解,所(suo)以很難鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)。


由于(yu)不同(tong)金屬(shu)鈍(dun)化后(hou)(hou)耐腐蝕(shi)性能的(de)(de)不同(tong),我們就應根據(ju)用(yong)(yong)(yong)(yong)途選擇金屬(shu)材(cai)料。例(li)如,鋁(lv)的(de)(de)保(bao)護膜在空氣中很穩定(ding),但易被酸、堿腐蝕(shi),所以(yi)常(chang)(chang)用(yong)(yong)(yong)(yong)鋁(lv)制成日常(chang)(chang)生活用(yong)(yong)(yong)(yong)品、電器零件以(yi)及飛機(ji)機(ji)身等(deng)。鉛遇到(dao)硫(liu)酸后(hou)(hou),表面(mian)生成一層硫(liu)酸鉛層,保(bao)護里面(mian)的(de)(de)鉛不再與硫(liu)酸反應,所以(yi)鉛廣泛用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)做輸送硫(liu)酸的(de)(de)管道和實驗室的(de)(de)下水道等(deng)。