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)化的(de)方法,有(you)(you)化學(xue)鈍(dun)化和電(dian)化鈍(dun)化兩(liang)種。化學(xue)鈍(dun)化就是(shi)讓金屬和某些氧化劑(ji)反(fan)(fan)應,使金屬表面形成一(yi)層緊密粘連著(zhu)的(de)、具有(you)(you)保護性的(de)氧化物或(huo)其(qi)他化合物。其(qi)實,這也(ye)是(shi)一(yi)種腐蝕(shi),不過腐蝕(shi)的(de)結果,不僅(jin)不損壞金屬,反(fan)(fan)而(er)有(you)(you)保護作用。

濃硫酸.jpg  鈍化金屬.jpg


 例(li)如,把鐵(tie)(tie)(tie)浸(jin)入比重大于1.25的(de)濃硝(xiao)酸(suan)(suan)中(zhong),開始(shi)鐵(tie)(tie)(tie)能(neng)溶解,但(dan)很快反(fan)(fan)應(ying)(ying)停止。由于只有極(ji)薄(bo)一層鐵(tie)(tie)(tie)發生(sheng)了(le)反(fan)(fan)應(ying)(ying),所以這塊(kuai)鐵(tie)(tie)(tie)的(de)外形并(bing)不改變(bian)(bian),但(dan)它(ta)表明的(de)性質卻發生(sheng)了(le)變(bian)(bian)化(hua)(hua)。這塊(kuai)不和稀硝(xiao)酸(suan)(suan)反(fan)(fan)應(ying)(ying),也不能(neng)從硝(xiao)酸(suan)(suan)銀(yin)溶液中(zhong)置換出(chu)銀(yin)。像這樣(yang)使(shi)金屬(shu)表面鈍化(hua)(hua)的(de)氧化(hua)(hua)劑叫做鈍化(hua)(hua)劑,在這里,濃硝(xiao)酸(suan)(suan)就是一種(zhong)鈍化(hua)(hua)劑。在化(hua)(hua)工廠(chang)里,常用鐵(tie)(tie)(tie)制器皿(min)盛濃硫酸(suan)(suan),而鐵(tie)(tie)(tie)并(bing)不被腐(fu)蝕,也是因為(wei)鐵(tie)(tie)(tie)制器皿(min)表面被濃硫酸(suan)(suan)鈍化(hua)(hua)了(le)的(de)緣故。


 電(dian)化(hua)(hua)鈍化(hua)(hua)是讓金屬(shu)(shu)作(zuo)陽極(ji),放(fang)在電(dian)解池中通電(dian),這時,金屬(shu)(shu)被氧化(hua)(hua),所以也稱作(zuo)陽極(ji)氧化(hua)(hua)。隨著電(dian)流密度(du)的(de)增大,電(dian)位(wei)增高,OH-也可(ke)能在陽極(ji)被氧化(hua)(hua),生(sheng)成(cheng)OH原(yuan)子團(tuan)或(huo)氧原(yuan)子和水。OH原(yuan)子團(tuan)和氧原(yuan)子都很容易和金屬(shu)(shu)反應,在金屬(shu)(shu)表面生(sheng)成(cheng)一種(zhong)極(ji)薄的(de)、肉(rou)眼看不(bu)(bu)見的(de)氧化(hua)(hua)膜(mo)。這層膜(mo)牢(lao)固地和金屬(shu)(shu)結合在一起(qi),而且性質穩定。所以,當這種(zhong)氧化(hua)(hua)膜(mo)生(sheng)成(cheng)后(hou),金屬(shu)(shu)就不(bu)(bu)再變(bian)化(hua)(hua)了,這塊金屬(shu)(shu)就具有了鈍性。鋁制品常通過電(dian)化(hua)(hua)鈍化(hua)(hua),使(shi)(shi)表面生(sheng)成(cheng)一層較(jiao)(jiao)厚的(de)保護(hu)(hu)膜(mo),以延長使(shi)(shi)用壽命(ming)。同時,這層保護(hu)(hu)膜(mo)還(huan)有較(jiao)(jiao)好(hao)的(de)吸(xi)附性能,可(ke)以染上(shang)各(ge)種(zhong)美麗的(de)顏色。


可(ke)見,電鈍化(hua)(hua)和化(hua)(hua)學鈍化(hua)(hua)雖(sui)然采用的(de)方(fang)法不同,但(dan)結果(guo)是(shi)一樣的(de),都是(shi)使金屬(shu)表面氧化(hua)(hua),生成一層具(ju)有鈍性的(de)保護(hu)膜。


一般經(jing)過處理(li)表面都(dou)可以被鈍(dun)化(hua)(hua)(hua),但鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)難易程度不同,鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)后(hou)耐腐(fu)蝕(shi)性也不同。例如,鋁(lv)很(hen)容易鈍(dun)化(hua)(hua)(hua),在(zai)通常情況(kuang)下(xia)(xia),鋁(lv)暴(bao)露在(zai)空氣中,表面很(hen)快就被氧(yang)氣所氧(yang)化(hua)(hua)(hua),生(sheng)成一層氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鋁(lv)薄膜,保護著這種活動金屬(shu)鋁(lv)不繼續腐(fu)蝕(shi);鐵在(zai)常溫下(xia)(xia)放在(zai)濃硝酸中即可鈍(dun)化(hua)(hua)(hua);而(er)銅需要在(zai)-11℃的(de)(de)低(di)溫下(xia)(xia)用(yong)濃硝酸處理(li)才能(neng)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua);鈉、鉀等活動金屬(shu),因(yin)為它們的(de)(de)化(hua)(hua)(hua)合物都(dou)易溶解,所以很(hen)難鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)。


由于不(bu)(bu)同(tong)金屬(shu)鈍化后耐腐(fu)蝕(shi)性能的(de)(de)不(bu)(bu)同(tong),我(wo)們就應根(gen)據(ju)用(yong)途選擇(ze)金屬(shu)材料。例(li)如(ru),鋁的(de)(de)保護(hu)膜在(zai)空氣中很穩定,但易被酸(suan)(suan)、堿腐(fu)蝕(shi),所以(yi)(yi)常用(yong)鋁制成日常生活用(yong)品、電器零件以(yi)(yi)及飛機(ji)(ji)機(ji)(ji)身等。鉛(qian)遇到硫酸(suan)(suan)后,表面(mian)生成一層硫酸(suan)(suan)鉛(qian)層,保護(hu)里面(mian)的(de)(de)鉛(qian)不(bu)(bu)再與硫酸(suan)(suan)反應,所以(yi)(yi)鉛(qian)廣(guang)泛用(yong)于做輸(shu)送硫酸(suan)(suan)的(de)(de)管(guan)道和實驗室的(de)(de)下(xia)水道等。