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,這就是表面鈍化法。


 使表面鈍化(hua)(hua)的方法,有(you)化(hua)(hua)學鈍化(hua)(hua)和(he)電化(hua)(hua)鈍化(hua)(hua)兩種。化(hua)(hua)學鈍化(hua)(hua)就是(shi)讓金(jin)屬(shu)和(he)某(mou)些氧化(hua)(hua)劑反應,使金(jin)屬(shu)表面形成一層緊密(mi)粘(zhan)連(lian)著(zhu)的、具(ju)有(you)保護性的氧化(hua)(hua)物(wu)或其他化(hua)(hua)合物(wu)。其實,這也是(shi)一種腐蝕,不過(guo)腐蝕的結果(guo),不僅不損壞(huai)金(jin)屬(shu),反而(er)有(you)保護作用。

濃硫酸.jpg  鈍化金屬.jpg


 例如,把鐵(tie)(tie)浸入比重大(da)于(yu)1.25的濃(nong)硝酸中(zhong),開始鐵(tie)(tie)能溶解,但(dan)很(hen)快反(fan)應(ying)停止。由于(yu)只有極薄一層鐵(tie)(tie)發(fa)生了(le)反(fan)應(ying),所(suo)以(yi)這塊鐵(tie)(tie)的外形并不(bu)(bu)改變,但(dan)它(ta)表明(ming)的性質卻發(fa)生了(le)變化(hua)(hua)。這塊不(bu)(bu)和稀(xi)硝酸反(fan)應(ying),也不(bu)(bu)能從硝酸銀溶液中(zhong)置換出銀。像這樣使金屬表面鈍化(hua)(hua)的氧(yang)化(hua)(hua)劑叫(jiao)做鈍化(hua)(hua)劑,在(zai)這里,濃(nong)硝酸就是(shi)一種鈍化(hua)(hua)劑。在(zai)化(hua)(hua)工廠里,常用鐵(tie)(tie)制(zhi)(zhi)器皿盛濃(nong)硫(liu)酸,而鐵(tie)(tie)并不(bu)(bu)被腐(fu)蝕,也是(shi)因為(wei)鐵(tie)(tie)制(zhi)(zhi)器皿表面被濃(nong)硫(liu)酸鈍化(hua)(hua)了(le)的緣故。


 電(dian)(dian)(dian)化鈍(dun)化是讓金(jin)屬(shu)(shu)作(zuo)陽極,放在(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)解池中通電(dian)(dian)(dian),這(zhe)(zhe)時(shi),金(jin)屬(shu)(shu)被氧(yang)化,所以(yi)也稱作(zuo)陽極氧(yang)化。隨著(zhu)電(dian)(dian)(dian)流密度的(de)增大,電(dian)(dian)(dian)位增高(gao),OH-也可能(neng)在(zai)(zai)陽極被氧(yang)化,生成(cheng)OH原子團或氧(yang)原子和(he)水(shui)。OH原子團和(he)氧(yang)原子都很容易和(he)金(jin)屬(shu)(shu)反應,在(zai)(zai)金(jin)屬(shu)(shu)表面生成(cheng)一(yi)種極薄的(de)、肉眼看不見的(de)氧(yang)化膜。這(zhe)(zhe)層(ceng)(ceng)膜牢固地和(he)金(jin)屬(shu)(shu)結合在(zai)(zai)一(yi)起,而且性質穩(wen)定。所以(yi),當(dang)這(zhe)(zhe)種氧(yang)化膜生成(cheng)后,金(jin)屬(shu)(shu)就(jiu)不再變化了(le),這(zhe)(zhe)塊金(jin)屬(shu)(shu)就(jiu)具有了(le)鈍(dun)性。鋁制品常通過電(dian)(dian)(dian)化鈍(dun)化,使(shi)表面生成(cheng)一(yi)層(ceng)(ceng)較(jiao)厚的(de)保護膜,以(yi)延長(chang)使(shi)用(yong)壽命。同時(shi),這(zhe)(zhe)層(ceng)(ceng)保護膜還有較(jiao)好的(de)吸附(fu)性能(neng),可以(yi)染(ran)上(shang)各種美麗的(de)顏(yan)色。


可(ke)見,電鈍(dun)(dun)化(hua)和化(hua)學(xue)鈍(dun)(dun)化(hua)雖然采用的(de)方法不同,但結果是一樣的(de),都是使金屬表面氧化(hua),生(sheng)成一層具有鈍(dun)(dun)性的(de)保護膜(mo)。


一般經過處(chu)理(li)表(biao)面都可以被鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua),但鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)難(nan)易(yi)程度不(bu)同,鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)后耐腐(fu)蝕性也不(bu)同。例如,鋁(lv)(lv)很(hen)容易(yi)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua),在(zai)通常(chang)情況下,鋁(lv)(lv)暴露在(zai)空氣(qi)中,表(biao)面很(hen)快(kuai)就被氧氣(qi)所氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua),生(sheng)成一層氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋁(lv)(lv)薄膜(mo),保護著這種活(huo)動金屬鋁(lv)(lv)不(bu)繼(ji)續腐(fu)蝕;鐵在(zai)常(chang)溫下放在(zai)濃(nong)硝酸中即(ji)可鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua);而銅需要在(zai)-11℃的(de)低溫下用(yong)濃(nong)硝酸處(chu)理(li)才能鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua);鈉、鉀等(deng)活(huo)動金屬,因為(wei)它們的(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)合物都易(yi)溶解,所以很(hen)難(nan)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)。


由于不(bu)同金(jin)屬鈍化后(hou)耐腐(fu)(fu)蝕性能的(de)不(bu)同,我們就應根(gen)據用途(tu)選擇金(jin)屬材料。例如,鋁(lv)的(de)保(bao)護膜(mo)在(zai)空氣中很穩定,但易被酸(suan)、堿腐(fu)(fu)蝕,所以常(chang)用鋁(lv)制成(cheng)日常(chang)生活(huo)用品、電器零件以及(ji)飛機機身等。鉛遇到硫酸(suan)后(hou),表面(mian)生成(cheng)一層硫酸(suan)鉛層,保(bao)護里面(mian)的(de)鉛不(bu)再與硫酸(suan)反(fan)應,所以鉛廣泛用于做輸送硫酸(suan)的(de)管道(dao)和實驗室的(de)下水道(dao)等。