三氯化鐵溶液作為不銹鋼的化學腐蝕加工的腐蝕劑的優點如下。
①. 特別適用于用明膠、骨膠與重鉻酸鹽感光劑作抗蝕劑的情況。三氯化鐵不屬于強酸、強堿之列，對上述抗蝕劑的腐蝕極微小，提高了不銹鋼腐蝕加工的合格率。
②. 用波美相(xiang)對(dui)密度計(ji)控(kong)制和(he)(he)檢(jian)測(ce)濃度方便(bian)。輔(fu)用電(dian)子毫(hao)伏計(ji)、鉑電(dian)極和(he)(he)飽(bao)和(he)(he)甘(gan)汞電(dian)極測(ce)量電(dian)位(wei)，能夠準確地控(kong)制腐蝕速率(lv)。
③. 可使用鈦(tai)泵作為循環(huan)壓力泵，提高腐蝕速率。金(jin)屬鈦(tai)對(dui)三氯(lv)化(hua)鐵是較穩(wen)定(ding)的。
④. 腐蝕液氧(yang)化還原(yuan)電(dian)位降(jiang)低后，可以使廢液再(zai)生，能將廢液的(de)氧(yang)化還原(yuan)電(dian)位復升至(zhi)原(yuan)液水平，降(jiang)低了成本，避免了環境污染。
一、三(san)氯(lv)化鐵溶液腐蝕機理
三氯化鐵腐蝕不銹鋼（如1Cr18Ni9)的主要(yao)氧化還原(yuan)反應如下。
鐵與三氯化鐵反應生成二氯化鐵： Fe+2FeCl3=3FeCl2
鉻與(yu)三氯(lv)化鐵(tie)反應生成三氯(lv)化鉻和(he)二氯(lv)化鐵(tie)： Cr+3FeCl3=CrCl3+3FeCl2
鎳與三(san)氯(lv)化(hua)鐵反應生成二(er)氯(lv)化(hua)鎳和二(er)氯(lv)化(hua)鐵：Ni+2FeCl3=NiCl2+2FeCl2
在25℃時的標(biao)準電位查得：
φ(Fe3+/Fe2+)=0.771V
φ(Fe2+/Fe)=-0.44V
φ(Cr3+/Cr)=-0.74V
φ(Ni2+/Ni)=-0.25V
隨著腐蝕過程的進行，體系內三價鐵（Fe3+)減少，二價鐵（Fe2+)、二價鎳（Ni2+)及三價鉻（Cr3+)增加，體系氧化還原電位變負，腐蝕速率下降是腐蝕反應的必然趨勢。
二、工藝參數
最佳腐蝕工藝配方的確定：通過氧化－還原電位的測定、波美相對密度的測定，不銹鋼腐蝕過程重量變化的精確量度，找出腐蝕規律，求得最佳腐蝕工藝配方及始終點。腐蝕液初始濃度：三氯化鐵溶液42°Bé;初始氧化還原電位560mV以上；腐蝕液氧化－還原電位降至480mV以下，加雙氧水（H2O2)與鹽酸（HCI)混合液將電位提升至540~560mV。
1. 波美(mei)相(xiang)對密度(du)與(yu)三氯化鐵溶液百分(fen)濃度(du)的關系圖
見圖 10-1,在操作溫(wen)度(du)30℃時測得。此圖可用作濃度(du)－波美度(du)換(huan)算(suan)曲(qu)線(xian)。
2. 不同濃度的氧化還原電位
用PHS-2C型酸度計(ji)或PZ-26b型數字電(dian)(dian)(dian)壓(ya)表，用光(guang)滑鉑電(dian)(dian)(dian)極為正極，飽和甘汞(gong)電(dian)(dian)(dian)極（SCE)為負極，測(ce)量溶液的氧化還原電(dian)(dian)(dian)位，氧化還原電(dian)(dian)(dian)位值(zhi)均為相對(dui)于SCE電(dian)(dian)(dian)位值(zhi)，溫度30℃,用化學純(chun)或工業(ye)級三氯化鐵（FeCl3)配制溶液，其(qi)結果見表10-1。
由表10-1可見：隨著(zhu)溶液濃度的(de)增(zeng)加，氧化(hua)(hua)還(huan)原(yuan)電(dian)位變正。對于一(yi)定(ding)等級(ji)一(yi)定(ding)濃度的(de)三(san)氯化(hua)(hua)鐵溶液，其氧化(hua)(hua)還(huan)原(yuan)電(dian)位基本(ben)上(shang)應為一(yi)定(ding)值(zhi)，如(ru)果電(dian)位值(zhi)偏負，意味著(zhu)部分(fen)三(san)氯化(hua)(hua)鐵被還(huan)原(yuan)。工業級(ji)三(san)氯化(hua)(hua)鐵因純(chun)度不高，氧化(hua)(hua)還(huan)原(yuan)電(dian)位較負，42°Bé工業級(ji)三(san)氯化(hua)(hua)鐵的(de)氧化(hua)(hua)還(huan)原(yuan)電(dian)位一(yi)般應比560mV正。否則，應加過氧化(hua)(hua)氫及鹽酸混合(he)液，將電(dian)位調到比560mV正。
3. 腐(fu)蝕過程中腐(fu)蝕液氧化還原(yuan)電位與腐(fu)蝕速率(lv)的關系
腐蝕過程(cheng)中三氯化(hua)(hua)鐵溶液氧(yang)(yang)化(hua)(hua)還原(yuan)(yuan)電(dian)(dian)位(wei)隨時間的(de)(de)變化(hua)(hua)見圖10-2.由圖10-2可見，不論溶液濃度多大、初始氧(yang)(yang)化(hua)(hua)還原(yuan)(yuan)電(dian)(dian)位(wei)值多正，隨著腐蝕的(de)(de)進行，電(dian)(dian)位(wei)都是下降的(de)(de)。腐蝕開始的(de)(de)10min內，電(dian)(dian)位(wei)很(hen)快(kuai)下降170mV左右，以(yi)后的(de)(de)變化(hua)(hua)趨(qu)勢逐漸減少。
4. 腐蝕(shi)速率隨(sui)腐蝕(shi)時間的變(bian)化(hua)
不(bu)同濃(nong)度的(de)(de)三氯化(hua)(hua)鐵溶液中(zhong)腐蝕速(su)(su)率(lv)隨腐蝕時間(jian)的(de)(de)變化(hua)(hua)見圖10-3.由(you)圖10-3可見，隨著腐蝕時間(jian)的(de)(de)增長，腐蝕速(su)(su)率(lv)大致趨勢是降低的(de)(de)。聯系(xi)圖10-2氧(yang)化(hua)(hua)還(huan)原電(dian)(dian)位(wei)隨腐蝕時間(jian)變得(de)越來越負的(de)(de)規(gui)律，很容易得(de)到同一濃(nong)度下，氧(yang)化(hua)(hua)還(huan)原電(dian)(dian)位(wei)越正(zheng)，腐蝕速(su)(su)率(lv)越大的(de)(de)結論(lun)。也就是說，濃(nong)度相(xiang)同，氧(yang)化(hua)(hua)還(huan)原電(dian)(dian)位(wei)不(bu)同，腐蝕速(su)(su)率(lv)也不(bu)同，電(dian)(dian)位(wei)值(zhi)越負，腐蝕速(su)(su)率(lv)越慢。
5. 工業(ye)級和(he)化學純三氯化鐵(tie)溶液的腐蝕速率(lv)比(bi)較
用工業級和化學純三(san)氯化分別配成37°Bé的(de)三(san)氯化鐵溶(rong)液的(de)電位以及腐(fu)蝕速率見表10-2。
由表(biao)10-2可見，雖然配制的(de)(de)溶液(ye)濃度相等，但因(yin)三氯化(hua)(hua)鐵的(de)(de)有效含量不同，化(hua)(hua)學(xue)純的(de)(de)氧化(hua)(hua)還原電位值(zhi)比工(gong)業(ye)級的(de)(de)電位值(zhi)正，其腐蝕(shi)速率較工(gong)業(ye)級的(de)(de)大。
三、影響腐蝕速(su)率(lv)的(de)因素
1. 腐蝕液濃度(du)對腐蝕速率(lv)的影響
4 種不同(tong)濃(nong)度(du)腐(fu)蝕(shi)(shi)液(ye)腐(fu)蝕(shi)(shi)304不銹(xiu)鋼時(shi)，腐(fu)蝕(shi)(shi)量隨時(shi)間的變(bian)化見圖10-4。由圖10-4可(ke)見，35.2°Bé線(xian)位居各線(xian)之(zhi)上，44.5°Bé線(xian)位居各線(xian)之(zhi)下(xia)，26.5°Bé線(xian)僅次于35.2°Bé線(xian)，41°Bé線(xian)居中(zhong)。也就是說，腐(fu)蝕(shi)(shi)液(ye)濃(nong)度(du)太高(gao)或太低時(shi)，都不能獲得最大腐(fu)蝕(shi)(shi)速率。只有在適當的濃(nong)度(du)區(qu)間才(cai)可(ke)能獲得理想的腐(fu)蝕(shi)(shi)速率。
為了(le)找到這(zhe)一濃度區間，采用各(ge)種濃度溶液在不同(tong)腐(fu)蝕時間測(ce)得(de)的(de)腐(fu)蝕速率見圖10-5,由圖可得(de)出以下結論。
①. 在31~39°Bé的腐(fu)蝕液中，腐(fu)蝕速率較大。
②. 小于31°Bé的腐蝕液中含三氯化鐵量較少，氧化還原電位較負，腐蝕過程中Fe3+與Fe2+的比值下降迅速，因而腐蝕速率較低。
③. 溶液相對密度大于40°Bé,雖有較正的氧化還原電位，Fe3+、Fe2+的比例降低較慢，但從金屬表面腐蝕下來的Fe2+、Cr3+等金屬離子很難擴散離開金屬表面，從而使金屬原子溶解下來變為相應離子的趨勢變小，腐蝕速率顯著下降。從熱力學角度看，有較大的腐蝕潛力和反應趨勢，但從動力學度看，濃度過高反而降低腐蝕速率。
④. 在(zai)生(sheng)產中(zhong)既要(yao)考慮(lv)腐(fu)蝕(shi)速率以提高生(sheng)產效率，又要(yao)考慮(lv)腐(fu)蝕(shi)質量和廢液再(zai)生(sheng)的要(yao)求，以保證產品質量及腐(fu)蝕(shi)液多(duo)次循(xun)環再(zai)生(sheng)，不至(zhi)于使濃度降得太低，腐(fu)蝕(shi)機(ji)上使用三(san)氯化鐵濃度為40~42°Bé的溶液。
2. 腐蝕液的pH的影響(xiang)
①. 腐蝕液的pH低，有利(li)于不銹鋼的腐蝕。
②. 腐蝕液的pH太高，三氯化鐵水解成氫氧化鐵［Fe(OH)3]沉淀，失去腐蝕作用。在生產中，腐蝕液用到一定程度要適當加入一些鹽酸。
3. 腐蝕液溫度(du)的影(ying)響
溫度越(yue)高，腐(fu)蝕(shi)速率越(yue)大(da)。但考慮到抗蝕(shi)膜的(de)承受能力，一般可(ke)用30~40℃的(de)溫度。
4. 腐蝕方(fang)式(shi)及液壓(ya)對腐蝕速率的影(ying)響
2kg液(ye)壓(ya)的(de)噴(pen)射腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，將腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)時間由(you)(you)(you)原來(lai)靜(jing)態(tai)(tai)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)60min減少至(zhi)動(dong)態(tai)(tai)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)6min。由(you)(you)(you)于動(dong)態(tai)(tai)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，使腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)產(chan)物(wu)盡快離開不銹鋼表(biao)面，讓盡量(liang)多的(de)三價鐵與金屬表(biao)面動(dong)能撞擊(ji)，提(ti)(ti)高(gao)反應速(su)率(lv)。由(you)(you)(you)于被腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)工(gong)件與腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)液(ye)的(de)滯留時間只有靜(jing)態(tai)(tai)時間的(de)1/10,在(zai)抗蝕(shi)(shi)膜(mo)破壞前腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)已(yi)經完成，因而腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)質(zhi)量(liang)提(ti)(ti)高(gao)，成品率(lv)由(you)(you)(you)40%提(ti)(ti)高(gao)到95%以上。
5. 不(bu)銹鋼表面(mian)鈍化膜(mo)的影響
在靜態腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)中(zhong)，腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)液的濃(nong)度低于38°Bé,腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速率很快(kuai)時，不銹鋼(gang)表面蒙有一層黑色膠狀金屬沉(chen)積膜(mo)，在30~38°Bé間，濃(nong)度越(yue)低，膜(mo)層越(yue)厚，腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)減速嚴重(zhong)。用等(deng)離子光量計(ji)分(fen)析，殘渣中(zhong)鐵(tie)(tie)、鉻、硫、鈣、硅的相對(dui)含(han)量較高(gao)，可能存(cun)在硫化鐵(tie)(tie)、硫化鉻、硅酸鈣，都(dou)較難溶于三氯化鐵(tie)(tie)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)液中(zhong)，加酸可以將(jiang)其溶解，在加壓噴灑腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)中(zhong)可將(jiang)其從不銹鋼(gang)表面排除(chu)。
四、廢舊腐蝕液的(de)再(zai)生(sheng)
1. 腐(fu)蝕液(ye)的老(lao)化
隨著腐蝕過程的進行，體系氧化態Fe3+濃度下降，還原態Fe2+濃度增高，腐蝕液氧化還原電位降低。與此同時，溶液總金屬離子濃度不斷上升，最后導致腐蝕液失去腐蝕能力。
2. 腐蝕液(ye)的再(zai)生
加過氧化氫（H2O2)和鹽酸混合液，能將廢液氧化還原電位復升至原液水平，即提升至540~560mV。
