金屬表面的鈍化現(xiàn)象
發(fā)布時(shí)間：2018-05-04新聞編輯：青島愛大生
金屬表面的鈍化現(xiàn)象從熱力學(xué)上講，絕大多數(shù)金屬在一般環(huán)境下都會(huì)自發(fā)地發(fā)生腐蝕，可是在某些介質(zhì)環(huán) 境下金屬表面會(huì)發(fā)生一種陽(yáng)極反應(yīng)受阻的現(xiàn)象。這種由于金屬表面狀態(tài)的改變引起金屬表 面活性的突然變化，使表面反應(yīng)(如金屬在酸中的溶解或在空氣中的腐蝕〕速度急劇降低的 現(xiàn)象稱為鈍化。鈍化大大降低了金屬的腐蝕速度，增加了金屬的耐蝕性。金屬鈍化后所處 的狀態(tài)稱為鈍態(tài)，鈍態(tài)金屬所具有的性質(zhì)稱為鈍性。
金屬表面的鈍化現(xiàn)象金屬的鈍化往往與氧化有關(guān)，如含有強(qiáng)氧化性物質(zhì)〔硝酸、硝酸銀、氯酸、氯化鉀、 重鉻酸鉀、高錳酸鉀和氧氣)的介質(zhì)都能使金屬鈍化，它們統(tǒng)稱為鈍化劑。金屬與鈍化劑 間自然作用而產(chǎn)生的鈍化現(xiàn)象，稱為自然鈍化或化學(xué)鈍化，如鉻、鋁、鈦等金屬在空氣中 與氧氣作用而形成鈍態(tài)。如果在金屬表面上沉積出鹽層時(shí)，將對(duì)進(jìn)一步的表面反應(yīng)產(chǎn)生機(jī) 械阻隔作用，使表面反應(yīng)速度降低，這一現(xiàn)象被稱為機(jī)械鈍化。被過分拋光的金屬表面也 可產(chǎn)生鈍化現(xiàn)象。被拋光的金屬表面有較好的抗蝕性能。例如，將鋼鐵零件拋光，滲氮就 會(huì)變得困難，從而使?jié)B氮層變薄或完全沒有滲氮層。
金屬鈍化有兩種理論：一種稱為成相膜理論，另一種稱為吸附理論。成相膜理論認(rèn)為，處于介質(zhì)中的金屬表面能生成一層致密的、覆蓋良好的保護(hù)膜。該保護(hù)膜作為一個(gè)獨(dú) 立相存在，把金屬與介質(zhì)隔開，使表面反應(yīng)速度明顯下降，金屬表面轉(zhuǎn)為鈍態(tài)。吸附理論 認(rèn)為，不一定要形成完整的鈍化膜才會(huì)引起金屬表面鈍化，只要在金屬的部分表面上形成 氧原子的吸附層，就能產(chǎn)生鈍化。吸附層可以是單分子層或0只-、02一離子層。氧原子與 金屬表面因化學(xué)吸附而結(jié)合，使金屬表面的自由鍵能趨于飽和，改變了金屬與介質(zhì)界面的 結(jié)構(gòu)及能量狀態(tài)，降低了金屬與介質(zhì)間的反應(yīng)速度，從而產(chǎn)生鈍化作用。
成相膜理論與吸附理論的主要區(qū)別在于：成相膜理論強(qiáng)調(diào)了鈍化層的機(jī)械隔離作用; 而吸附理論認(rèn)為主要是吸附層改變了金屬表面的能量狀態(tài)，使不飽和鍵趨于飽和，降低了金屬表面的化學(xué)活性，造成鈍化。事實(shí)上，金屬的實(shí)際鈍化過程比上述兩種理論模型要復(fù)雜得多，它與材料的表面成分、組織結(jié)構(gòu)、能量狀態(tài)等多種因素的變化有關(guān)，不是某一單 一因素造成的。
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