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(mian)鈍(dun)化的(de)方法,有(you)化學(xue)鈍(dun)化和電化鈍(dun)化兩種。化學(xue)鈍(dun)化就是(shi)讓(rang)金屬和某些氧(yang)化劑反應,使金屬表面(mian)形成一層(ceng)緊密(mi)粘連(lian)著的(de)、具有(you)保護性的(de)氧(yang)化物或其(qi)他化合(he)物。其(qi)實,這也是(shi)一種腐(fu)(fu)蝕(shi),不過腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)結(jie)果,不僅不損壞金屬,反而有(you)保護作用(yong)。

濃硫酸.jpg  鈍化金屬.jpg


 例如,把鐵(tie)浸(jin)入比(bi)重大(da)于1.25的(de)(de)濃(nong)(nong)硝(xiao)酸(suan)(suan)中(zhong),開(kai)始鐵(tie)能溶(rong)(rong)解,但很快反應停止。由于只有極薄一(yi)層鐵(tie)發(fa)生(sheng)了(le)反應,所以這(zhe)(zhe)塊鐵(tie)的(de)(de)外形并不改變,但它表明的(de)(de)性質(zhi)卻發(fa)生(sheng)了(le)變化。這(zhe)(zhe)塊不和稀硝(xiao)酸(suan)(suan)反應,也不能從硝(xiao)酸(suan)(suan)銀溶(rong)(rong)液中(zhong)置換(huan)出銀。像(xiang)這(zhe)(zhe)樣使(shi)金屬表面鈍化的(de)(de)氧化劑叫做鈍化劑,在這(zhe)(zhe)里,濃(nong)(nong)硝(xiao)酸(suan)(suan)就是一(yi)種(zhong)鈍化劑。在化工(gong)廠里,常用鐵(tie)制器(qi)皿盛(sheng)濃(nong)(nong)硫(liu)酸(suan)(suan),而鐵(tie)并不被腐(fu)蝕,也是因為鐵(tie)制器(qi)皿表面被濃(nong)(nong)硫(liu)酸(suan)(suan)鈍化了(le)的(de)(de)緣故(gu)。


 電(dian)化(hua)鈍(dun)(dun)化(hua)是讓金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)作陽極(ji),放在電(dian)解池中通電(dian),這(zhe)(zhe)時(shi),金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)被氧(yang)(yang)化(hua),所以也稱作陽極(ji)氧(yang)(yang)化(hua)。隨著電(dian)流(liu)密(mi)度(du)的(de)增大,電(dian)位增高(gao),OH-也可(ke)能在陽極(ji)被氧(yang)(yang)化(hua),生成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(hen)容易和(he)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)反應,在金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)表面生成一(yi)(yi)(yi)種極(ji)薄的(de)、肉眼看不見的(de)氧(yang)(yang)化(hua)膜。這(zhe)(zhe)層膜牢(lao)固地(di)和(he)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)結合在一(yi)(yi)(yi)起,而且性(xing)(xing)質(zhi)穩(wen)定。所以,當這(zhe)(zhe)種氧(yang)(yang)化(hua)膜生成后,金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)就不再變(bian)化(hua)了(le),這(zhe)(zhe)塊金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)就具有了(le)鈍(dun)(dun)性(xing)(xing)。鋁制品常通過電(dian)化(hua)鈍(dun)(dun)化(hua),使(shi)表面生成一(yi)(yi)(yi)層較(jiao)厚的(de)保護膜,以延長使(shi)用(yong)壽命。同時(shi),這(zhe)(zhe)層保護膜還(huan)有較(jiao)好(hao)的(de)吸(xi)附(fu)性(xing)(xing)能,可(ke)以染上各種美麗(li)的(de)顏色。


可見,電鈍(dun)化(hua)和化(hua)學鈍(dun)化(hua)雖然采用(yong)的(de)方法不同,但結(jie)果(guo)是一樣的(de),都是使金屬(shu)表面(mian)氧(yang)化(hua),生成一層具有鈍(dun)性的(de)保護膜。


一般經(jing)過處理(li)表(biao)(biao)面都可(ke)以(yi)(yi)被(bei)(bei)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua),但(dan)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)難易程(cheng)度(du)不同,鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)后耐腐蝕(shi)性也不同。例如,鋁很容易鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua),在(zai)(zai)通常(chang)情況下(xia),鋁暴露在(zai)(zai)空氣中,表(biao)(biao)面很快就(jiu)被(bei)(bei)氧氣所(suo)氧化(hua)(hua)(hua)(hua),生成一層氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鋁薄膜,保(bao)護(hu)著(zhu)這種活(huo)動(dong)金(jin)屬(shu)鋁不繼續(xu)腐蝕(shi);鐵在(zai)(zai)常(chang)溫下(xia)放(fang)在(zai)(zai)濃(nong)硝酸(suan)中即可(ke)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua);而銅(tong)需要(yao)在(zai)(zai)-11℃的(de)低溫下(xia)用濃(nong)硝酸(suan)處理(li)才能鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua);鈉、鉀等(deng)活(huo)動(dong)金(jin)屬(shu),因為(wei)它(ta)們(men)的(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)合物(wu)都易溶(rong)解,所(suo)以(yi)(yi)很難鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)。


由于不同金屬(shu)鈍化(hua)后(hou)耐腐蝕性(xing)能的(de)不同,我們就應(ying)(ying)根據用(yong)(yong)途選擇金屬(shu)材料。例如,鋁的(de)保護(hu)膜(mo)在空氣中很穩定,但易被酸(suan)、堿(jian)腐蝕,所以(yi)(yi)常用(yong)(yong)鋁制成日常生活用(yong)(yong)品、電(dian)器零(ling)件以(yi)(yi)及(ji)飛機(ji)(ji)機(ji)(ji)身等。鉛(qian)遇(yu)到硫(liu)酸(suan)后(hou),表面(mian)生成一層硫(liu)酸(suan)鉛(qian)層,保護(hu)里面(mian)的(de)鉛(qian)不再(zai)與(yu)硫(liu)酸(suan)反應(ying)(ying),所以(yi)(yi)鉛(qian)廣泛(fan)用(yong)(yong)于做輸(shu)送(song)硫(liu)酸(suan)的(de)管(guan)道(dao)和(he)實驗(yan)室的(de)下水道(dao)等。