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(shi)表(biao)面鈍化(hua)的(de)方(fang)法(fa),有化(hua)學鈍化(hua)和(he)電(dian)化(hua)鈍化(hua)兩(liang)種(zhong)。化(hua)學鈍化(hua)就是讓(rang)金屬(shu)和(he)某(mou)些氧化(hua)劑反(fan)應(ying),使(shi)金屬(shu)表(biao)面形成一層緊密(mi)粘連著的(de)、具有保護(hu)性的(de)氧化(hua)物(wu)或其他(ta)化(hua)合物(wu)。其實,這也(ye)是一種(zhong)腐(fu)蝕(shi),不(bu)(bu)過(guo)腐(fu)蝕(shi)的(de)結果,不(bu)(bu)僅不(bu)(bu)損壞金屬(shu),反(fan)而(er)有保護(hu)作(zuo)用。

濃硫酸.jpg  鈍化金屬.jpg


 例如,把鐵(tie)浸(jin)入比重(zhong)大于(yu)1.25的濃(nong)硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)中(zhong),開始鐵(tie)能溶(rong)解,但很(hen)快(kuai)反(fan)應停(ting)止。由(you)于(yu)只有極(ji)薄一層鐵(tie)發(fa)生了反(fan)應,所以這(zhe)(zhe)塊鐵(tie)的外形并(bing)不改變(bian),但它表明的性質卻(que)發(fa)生了變(bian)化(hua)。這(zhe)(zhe)塊不和稀硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)反(fan)應,也(ye)不能從硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)銀溶(rong)液(ye)中(zhong)置換出(chu)銀。像(xiang)這(zhe)(zhe)樣(yang)使(shi)金屬(shu)表面(mian)(mian)鈍化(hua)的氧(yang)化(hua)劑(ji)(ji)叫(jiao)做(zuo)鈍化(hua)劑(ji)(ji),在(zai)這(zhe)(zhe)里(li),濃(nong)硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)就是(shi)一種鈍化(hua)劑(ji)(ji)。在(zai)化(hua)工廠里(li),常(chang)用鐵(tie)制(zhi)器(qi)皿(min)盛濃(nong)硫酸(suan)(suan)(suan),而鐵(tie)并(bing)不被(bei)腐蝕,也(ye)是(shi)因為(wei)鐵(tie)制(zhi)器(qi)皿(min)表面(mian)(mian)被(bei)濃(nong)硫酸(suan)(suan)(suan)鈍化(hua)了的緣故(gu)。


 電(dian)(dian)化(hua)(hua)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)是讓金(jin)屬(shu)(shu)(shu)作(zuo)陽極(ji)(ji),放在電(dian)(dian)解(jie)池中通(tong)電(dian)(dian),這時(shi),金(jin)屬(shu)(shu)(shu)被氧(yang)(yang)化(hua)(hua),所以也(ye)稱作(zuo)陽極(ji)(ji)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)。隨著電(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)的(de)增大,電(dian)(dian)位增高,OH-也(ye)可(ke)能在陽極(ji)(ji)被氧(yang)(yang)化(hua)(hua),生(sheng)成OH原(yuan)(yuan)(yuan)子團或氧(yang)(yang)原(yuan)(yuan)(yuan)子和水。OH原(yuan)(yuan)(yuan)子團和氧(yang)(yang)原(yuan)(yuan)(yuan)子都很容易和金(jin)屬(shu)(shu)(shu)反應(ying),在金(jin)屬(shu)(shu)(shu)表面生(sheng)成一種極(ji)(ji)薄的(de)、肉眼看不(bu)(bu)見的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)。這層膜(mo)(mo)(mo)牢固(gu)地和金(jin)屬(shu)(shu)(shu)結(jie)合在一起,而且性質穩定(ding)。所以,當這種氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)生(sheng)成后,金(jin)屬(shu)(shu)(shu)就不(bu)(bu)再變化(hua)(hua)了,這塊金(jin)屬(shu)(shu)(shu)就具有(you)了鈍(dun)(dun)(dun)性。鋁制品常通(tong)過電(dian)(dian)化(hua)(hua)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua),使(shi)表面生(sheng)成一層較(jiao)厚的(de)保護(hu)膜(mo)(mo)(mo),以延(yan)長(chang)使(shi)用壽命。同時(shi),這層保護(hu)膜(mo)(mo)(mo)還有(you)較(jiao)好的(de)吸附性能,可(ke)以染上各種美麗的(de)顏色。


可見,電鈍(dun)化和(he)化學鈍(dun)化雖(sui)然(ran)采用的(de)方(fang)法不同,但結果(guo)是一樣的(de),都是使金屬表面(mian)氧化,生成一層(ceng)具(ju)有鈍(dun)性(xing)的(de)保(bao)護(hu)膜。


一(yi)般經過(guo)處(chu)理(li)表面都可以(yi)被鈍(dun)化(hua)(hua),但鈍(dun)化(hua)(hua)的(de)難易程度不同,鈍(dun)化(hua)(hua)后(hou)耐腐蝕(shi)性(xing)也不同。例如,鋁(lv)(lv)很(hen)容易鈍(dun)化(hua)(hua),在(zai)(zai)通常(chang)情況下,鋁(lv)(lv)暴露在(zai)(zai)空氣(qi)中,表面很(hen)快(kuai)就被氧氣(qi)所(suo)氧化(hua)(hua),生(sheng)成一(yi)層氧化(hua)(hua)鋁(lv)(lv)薄(bo)膜,保護著這種活(huo)(huo)動(dong)金屬鋁(lv)(lv)不繼續腐蝕(shi);鐵在(zai)(zai)常(chang)溫下放在(zai)(zai)濃硝酸(suan)(suan)中即(ji)可鈍(dun)化(hua)(hua);而銅需要在(zai)(zai)-11℃的(de)低溫下用濃硝酸(suan)(suan)處(chu)理(li)才(cai)能鈍(dun)化(hua)(hua);鈉、鉀等活(huo)(huo)動(dong)金屬,因為它們的(de)化(hua)(hua)合物都易溶解,所(suo)以(yi)很(hen)難鈍(dun)化(hua)(hua)。


由于(yu)不同(tong)金(jin)屬鈍化(hua)后耐腐(fu)(fu)蝕(shi)性能(neng)的不同(tong),我們就應(ying)根據(ju)用途選擇金(jin)屬材(cai)料。例如,鋁(lv)(lv)的保護膜(mo)在空氣中(zhong)很穩(wen)定,但易(yi)被酸、堿腐(fu)(fu)蝕(shi),所以常(chang)用鋁(lv)(lv)制(zhi)成日常(chang)生(sheng)活用品、電器零(ling)件以及飛機機身等。鉛遇(yu)到(dao)硫(liu)酸后,表面生(sheng)成一(yi)層硫(liu)酸鉛層,保護里面的鉛不再(zai)與硫(liu)酸反應(ying),所以鉛廣(guang)泛用于(yu)做(zuo)輸(shu)送(song)硫(liu)酸的管道(dao)和(he)實驗室的下水(shui)道(dao)等。