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。


 使表面鈍(dun)化(hua)的(de)方(fang)法,有化(hua)學鈍(dun)化(hua)和(he)(he)電化(hua)鈍(dun)化(hua)兩(liang)種。化(hua)學鈍(dun)化(hua)就是(shi)讓金屬和(he)(he)某些(xie)氧(yang)化(hua)劑反應,使金屬表面形成一層緊(jin)密(mi)粘連著的(de)、具有保護性的(de)氧(yang)化(hua)物或其他化(hua)合物。其實,這也是(shi)一種腐蝕(shi),不過腐蝕(shi)的(de)結果,不僅不損壞金屬,反而(er)有保護作用。

濃硫酸.jpg  鈍化金屬.jpg


 例如,把鐵(tie)(tie)浸入比重(zhong)大于1.25的(de)(de)濃(nong)硝酸(suan)中,開始鐵(tie)(tie)能溶(rong)解,但很快反(fan)應停止(zhi)。由于只有極薄一層鐵(tie)(tie)發生(sheng)了反(fan)應,所(suo)以這(zhe)塊鐵(tie)(tie)的(de)(de)外形并不(bu)(bu)改變(bian),但它表(biao)明的(de)(de)性質卻(que)發生(sheng)了變(bian)化(hua)。這(zhe)塊不(bu)(bu)和稀硝酸(suan)反(fan)應,也不(bu)(bu)能從硝酸(suan)銀溶(rong)液中置換出銀。像這(zhe)樣使金屬表(biao)面鈍化(hua)的(de)(de)氧化(hua)劑(ji)叫做(zuo)鈍化(hua)劑(ji),在這(zhe)里,濃(nong)硝酸(suan)就(jiu)是一種(zhong)鈍化(hua)劑(ji)。在化(hua)工廠里,常用(yong)鐵(tie)(tie)制(zhi)器皿盛濃(nong)硫(liu)酸(suan),而鐵(tie)(tie)并不(bu)(bu)被腐蝕(shi),也是因(yin)為鐵(tie)(tie)制(zhi)器皿表(biao)面被濃(nong)硫(liu)酸(suan)鈍化(hua)了的(de)(de)緣(yuan)故。


 電(dian)化(hua)(hua)鈍化(hua)(hua)是讓金(jin)屬作陽(yang)極,放(fang)在(zai)電(dian)解(jie)池中通電(dian),這(zhe)(zhe)時,金(jin)屬被(bei)氧(yang)(yang)化(hua)(hua),所以(yi)也稱作陽(yang)極氧(yang)(yang)化(hua)(hua)。隨(sui)著(zhu)電(dian)流密度的增大,電(dian)位增高(gao),OH-也可(ke)(ke)能在(zai)陽(yang)極被(bei)氧(yang)(yang)化(hua)(hua),生成(cheng)OH原(yuan)子(zi)團或氧(yang)(yang)原(yuan)子(zi)和(he)水。OH原(yuan)子(zi)團和(he)氧(yang)(yang)原(yuan)子(zi)都很容(rong)易和(he)金(jin)屬反應,在(zai)金(jin)屬表面(mian)生成(cheng)一(yi)種(zhong)極薄的、肉(rou)眼看不見的氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)。這(zhe)(zhe)層(ceng)膜(mo)牢固地(di)和(he)金(jin)屬結(jie)合在(zai)一(yi)起,而且性(xing)質穩定。所以(yi),當這(zhe)(zhe)種(zhong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)生成(cheng)后,金(jin)屬就不再(zai)變化(hua)(hua)了,這(zhe)(zhe)塊金(jin)屬就具(ju)有了鈍性(xing)。鋁(lv)制(zhi)品(pin)常通過電(dian)化(hua)(hua)鈍化(hua)(hua),使表面(mian)生成(cheng)一(yi)層(ceng)較厚的保護(hu)膜(mo),以(yi)延長使用壽命。同(tong)時,這(zhe)(zhe)層(ceng)保護(hu)膜(mo)還有較好的吸附性(xing)能,可(ke)(ke)以(yi)染上各種(zhong)美麗(li)的顏色。


可見,電鈍化和化學鈍化雖然(ran)采用的(de)(de)方法(fa)不同,但(dan)結果是一樣的(de)(de),都是使金屬表面(mian)氧化,生成一層(ceng)具有鈍性(xing)的(de)(de)保護膜(mo)。


一(yi)(yi)般經(jing)過處(chu)理表面都可(ke)(ke)以被(bei)鈍化(hua)(hua)(hua)(hua),但鈍化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)難易(yi)程(cheng)度不同,鈍化(hua)(hua)(hua)(hua)后(hou)耐(nai)腐(fu)蝕性也不同。例(li)如,鋁很容易(yi)鈍化(hua)(hua)(hua)(hua),在(zai)通常情(qing)況下(xia),鋁暴(bao)露在(zai)空氣中(zhong),表面很快(kuai)就被(bei)氧氣所(suo)氧化(hua)(hua)(hua)(hua),生成一(yi)(yi)層氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鋁薄膜,保護著這種活動(dong)金屬鋁不繼(ji)續腐(fu)蝕;鐵在(zai)常溫下(xia)放在(zai)濃(nong)硝酸中(zhong)即可(ke)(ke)鈍化(hua)(hua)(hua)(hua);而銅需要在(zai)-11℃的(de)(de)低溫下(xia)用濃(nong)硝酸處(chu)理才能鈍化(hua)(hua)(hua)(hua);鈉、鉀(jia)等活動(dong)金屬,因為它們的(de)(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)合(he)物都易(yi)溶解,所(suo)以很難鈍化(hua)(hua)(hua)(hua)。


由(you)于不同(tong)金屬鈍化后(hou)耐腐(fu)蝕性能(neng)的(de)(de)不同(tong),我們就(jiu)應(ying)根(gen)據用(yong)(yong)途(tu)選擇金屬材(cai)料。例(li)如,鋁的(de)(de)保(bao)護(hu)(hu)膜在空氣中很穩(wen)定,但(dan)易被酸(suan)(suan)、堿腐(fu)蝕,所以常(chang)(chang)用(yong)(yong)鋁制成日常(chang)(chang)生(sheng)活用(yong)(yong)品、電器零件(jian)以及飛機(ji)機(ji)身等。鉛(qian)遇到硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)后(hou),表面生(sheng)成一層硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)鉛(qian)層,保(bao)護(hu)(hu)里面的(de)(de)鉛(qian)不再與(yu)硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)反應(ying),所以鉛(qian)廣(guang)泛(fan)用(yong)(yong)于做輸送硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)的(de)(de)管道和(he)實驗(yan)室(shi)的(de)(de)下水(shui)道等。