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(hua)法。


 使表面(mian)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)的方(fang)法(fa),有化(hua)(hua)(hua)(hua)學鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)和(he)電化(hua)(hua)(hua)(hua)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)兩種。化(hua)(hua)(hua)(hua)學鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)就是讓(rang)金屬(shu)(shu)和(he)某些(xie)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)反應,使金屬(shu)(shu)表面(mian)形成一層緊密粘(zhan)連著的、具(ju)有保護性(xing)的氧化(hua)(hua)(hua)(hua)物或其他化(hua)(hua)(hua)(hua)合物。其實(shi),這也是一種腐蝕,不(bu)過腐蝕的結果,不(bu)僅(jin)不(bu)損壞金屬(shu)(shu),反而有保護作用。

濃硫酸.jpg  鈍化金屬.jpg


 例如(ru),把鐵(tie)浸入比重大于1.25的濃(nong)硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)(suan)中,開始鐵(tie)能(neng)溶解,但很快反應停止。由于只有極薄一層鐵(tie)發(fa)生了(le)反應,所(suo)以這塊鐵(tie)的外形并(bing)不(bu)改變,但它表(biao)(biao)明(ming)的性質卻(que)發(fa)生了(le)變化(hua)(hua)。這塊不(bu)和(he)稀硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)(suan)反應,也不(bu)能(neng)從硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)(suan)銀溶液中置換(huan)出銀。像這樣使金屬表(biao)(biao)面鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)的氧化(hua)(hua)劑(ji)叫做鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)劑(ji),在(zai)這里(li),濃(nong)硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)(suan)就是(shi)一種鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)劑(ji)。在(zai)化(hua)(hua)工廠里(li),常用鐵(tie)制器皿盛濃(nong)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan),而鐵(tie)并(bing)不(bu)被腐蝕,也是(shi)因(yin)為鐵(tie)制器皿表(biao)(biao)面被濃(nong)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)了(le)的緣故。


 電(dian)(dian)化(hua)(hua)(hua)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)是讓(rang)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)作陽極(ji),放在(zai)電(dian)(dian)解池中通電(dian)(dian),這(zhe)(zhe)時,金(jin)(jin)屬(shu)(shu)被(bei)氧(yang)化(hua)(hua)(hua),所(suo)以(yi)也稱作陽極(ji)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)。隨著電(dian)(dian)流密度(du)的(de)增(zeng)大(da),電(dian)(dian)位增(zeng)高,OH-也可能(neng)在(zai)陽極(ji)被(bei)氧(yang)化(hua)(hua)(hua),生(sheng)(sheng)成(cheng)OH原(yuan)子(zi)團或氧(yang)原(yuan)子(zi)和水。OH原(yuan)子(zi)團和氧(yang)原(yuan)子(zi)都很容(rong)易和金(jin)(jin)屬(shu)(shu)反應(ying),在(zai)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)表面(mian)生(sheng)(sheng)成(cheng)一(yi)種極(ji)薄的(de)、肉眼看(kan)不(bu)見的(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)膜。這(zhe)(zhe)層膜牢固地和金(jin)(jin)屬(shu)(shu)結合在(zai)一(yi)起,而且性(xing)質穩定。所(suo)以(yi),當(dang)這(zhe)(zhe)種氧(yang)化(hua)(hua)(hua)膜生(sheng)(sheng)成(cheng)后,金(jin)(jin)屬(shu)(shu)就(jiu)不(bu)再變(bian)化(hua)(hua)(hua)了,這(zhe)(zhe)塊金(jin)(jin)屬(shu)(shu)就(jiu)具(ju)有了鈍(dun)性(xing)。鋁(lv)制品常通過電(dian)(dian)化(hua)(hua)(hua)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua),使表面(mian)生(sheng)(sheng)成(cheng)一(yi)層較厚的(de)保(bao)(bao)護膜,以(yi)延長使用(yong)壽命。同時,這(zhe)(zhe)層保(bao)(bao)護膜還有較好的(de)吸(xi)附(fu)性(xing)能(neng),可以(yi)染上各種美麗(li)的(de)顏色。


可見,電鈍(dun)化(hua)(hua)和化(hua)(hua)學(xue)鈍(dun)化(hua)(hua)雖然(ran)采用的方法不同,但結果是(shi)一樣的,都(dou)是(shi)使金屬表面氧化(hua)(hua),生成一層具有鈍(dun)性的保護(hu)膜。


一般經過處理(li)表面(mian)(mian)都(dou)可以被鈍(dun)化(hua)(hua),但(dan)鈍(dun)化(hua)(hua)的(de)(de)難易程度不同(tong),鈍(dun)化(hua)(hua)后耐腐蝕(shi)性也不同(tong)。例如,鋁(lv)很容易鈍(dun)化(hua)(hua),在通常(chang)情(qing)況下,鋁(lv)暴露在空氣中,表面(mian)(mian)很快就(jiu)被氧氣所氧化(hua)(hua),生成(cheng)一層氧化(hua)(hua)鋁(lv)薄膜(mo),保護著這(zhe)種(zhong)活動(dong)(dong)金屬鋁(lv)不繼續(xu)腐蝕(shi);鐵(tie)在常(chang)溫下放在濃硝(xiao)酸(suan)中即可鈍(dun)化(hua)(hua);而銅需要(yao)在-11℃的(de)(de)低溫下用濃硝(xiao)酸(suan)處理(li)才(cai)能鈍(dun)化(hua)(hua);鈉、鉀等活動(dong)(dong)金屬,因為它們的(de)(de)化(hua)(hua)合物都(dou)易溶解(jie),所以很難鈍(dun)化(hua)(hua)。


由(you)于不同(tong)金(jin)屬(shu)鈍化后(hou)耐腐蝕性(xing)能的(de)不同(tong),我們(men)就應根據用途選擇(ze)金(jin)屬(shu)材料。例如,鋁的(de)保護膜在(zai)空氣中很穩定,但易被酸、堿腐蝕,所(suo)以常用鋁制(zhi)成日常生活用品(pin)、電器(qi)零件以及飛機機身等。鉛(qian)遇到(dao)硫(liu)(liu)酸后(hou),表(biao)面生成一層硫(liu)(liu)酸鉛(qian)層,保護里面的(de)鉛(qian)不再與硫(liu)(liu)酸反應,所(suo)以鉛(qian)廣泛用于做輸送(song)硫(liu)(liu)酸的(de)管(guan)道(dao)和實(shi)驗室的(de)下水(shui)道(dao)等。