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)鈍化(hua)的(de)方法(fa),有化(hua)學鈍化(hua)和(he)電(dian)化(hua)鈍化(hua)兩種。化(hua)學鈍化(hua)就是(shi)讓金屬和(he)某些氧化(hua)劑(ji)反(fan)應,使金屬表面(mian)形成一層(ceng)緊密粘(zhan)連著的(de)、具有保(bao)護性的(de)氧化(hua)物或其(qi)他化(hua)合物。其(qi)實,這(zhe)也是(shi)一種腐蝕,不過腐蝕的(de)結果,不僅不損壞金屬,反(fan)而有保(bao)護作用。

濃硫酸.jpg  鈍化金屬.jpg


 例如(ru),把鐵(tie)浸入比重大(da)于1.25的(de)(de)(de)濃(nong)硝(xiao)酸(suan)中,開始鐵(tie)能(neng)溶(rong)(rong)解,但很快反(fan)應停(ting)止(zhi)。由(you)于只(zhi)有極薄一層鐵(tie)發(fa)生了(le)(le)反(fan)應,所以這(zhe)塊(kuai)鐵(tie)的(de)(de)(de)外形(xing)并不(bu)改變,但它(ta)表(biao)明的(de)(de)(de)性質卻發(fa)生了(le)(le)變化(hua)。這(zhe)塊(kuai)不(bu)和稀硝(xiao)酸(suan)反(fan)應,也不(bu)能(neng)從(cong)硝(xiao)酸(suan)銀溶(rong)(rong)液中置換出(chu)銀。像(xiang)這(zhe)樣使(shi)金屬表(biao)面(mian)鈍化(hua)的(de)(de)(de)氧化(hua)劑叫做鈍化(hua)劑,在這(zhe)里,濃(nong)硝(xiao)酸(suan)就是一種鈍化(hua)劑。在化(hua)工廠里,常用鐵(tie)制器皿(min)盛(sheng)濃(nong)硫酸(suan),而(er)鐵(tie)并不(bu)被腐蝕,也是因(yin)為鐵(tie)制器皿(min)表(biao)面(mian)被濃(nong)硫酸(suan)鈍化(hua)了(le)(le)的(de)(de)(de)緣故。


 電化(hua)鈍(dun)化(hua)是讓金(jin)屬(shu)(shu)(shu)作陽(yang)極(ji),放在電解池中通電,這(zhe)時(shi)(shi),金(jin)屬(shu)(shu)(shu)被氧(yang)化(hua),所以(yi)也稱作陽(yang)極(ji)氧(yang)化(hua)。隨著電流(liu)密度(du)的(de)(de)增大,電位增高,OH-也可(ke)能在陽(yang)極(ji)被氧(yang)化(hua),生(sheng)(sheng)成OH原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)團或氧(yang)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)和水。OH原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)團和氧(yang)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)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)(sheng)成一種極(ji)薄的(de)(de)、肉眼看不見的(de)(de)氧(yang)化(hua)膜(mo)。這(zhe)層(ceng)(ceng)膜(mo)牢固地和金(jin)屬(shu)(shu)(shu)結合在一起,而且性(xing)質穩定(ding)。所以(yi),當這(zhe)種氧(yang)化(hua)膜(mo)生(sheng)(sheng)成后,金(jin)屬(shu)(shu)(shu)就不再變化(hua)了,這(zhe)塊金(jin)屬(shu)(shu)(shu)就具有了鈍(dun)性(xing)。鋁制品(pin)常通過電化(hua)鈍(dun)化(hua),使(shi)表面生(sheng)(sheng)成一層(ceng)(ceng)較(jiao)厚的(de)(de)保護膜(mo),以(yi)延(yan)長使(shi)用壽命。同(tong)時(shi)(shi),這(zhe)層(ceng)(ceng)保護膜(mo)還有較(jiao)好的(de)(de)吸附(fu)性(xing)能,可(ke)以(yi)染上(shang)各種美麗(li)的(de)(de)顏色。


可見,電鈍(dun)化和化學(xue)鈍(dun)化雖然采用的(de)(de)方法不(bu)同,但結果是一樣的(de)(de),都(dou)是使金屬表面氧化,生成一層具有鈍(dun)性的(de)(de)保護膜(mo)。


一般經過處(chu)理表面(mian)都可(ke)以(yi)被鈍(dun)(dun)化(hua)(hua),但鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)的難易(yi)程(cheng)度不同(tong),鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)后耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)也(ye)不同(tong)。例如,鋁很(hen)容易(yi)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua),在(zai)(zai)通常情況下,鋁暴露(lu)在(zai)(zai)空氣(qi)中,表面(mian)很(hen)快就被氧(yang)氣(qi)所(suo)氧(yang)化(hua)(hua),生成一層氧(yang)化(hua)(hua)鋁薄(bo)膜,保護著這種活動金屬(shu)鋁不繼續腐(fu)蝕(shi);鐵在(zai)(zai)常溫下放(fang)在(zai)(zai)濃(nong)硝(xiao)酸中即可(ke)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua);而銅需要在(zai)(zai)-11℃的低溫下用(yong)濃(nong)硝(xiao)酸處(chu)理才能鈍(dun)(dun)化(hua)(hua);鈉、鉀(jia)等(deng)活動金屬(shu),因為它們的化(hua)(hua)合(he)物都易(yi)溶解,所(suo)以(yi)很(hen)難鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)。


由于(yu)不(bu)同(tong)金(jin)(jin)屬鈍(dun)化后(hou)耐腐(fu)蝕性能的(de)不(bu)同(tong),我們就應根據用(yong)途(tu)選擇金(jin)(jin)屬材(cai)料。例如(ru),鋁(lv)(lv)的(de)保(bao)護膜(mo)在空氣中很(hen)穩定,但易被(bei)酸(suan)、堿腐(fu)蝕,所(suo)以(yi)常(chang)用(yong)鋁(lv)(lv)制成(cheng)日常(chang)生活用(yong)品、電器(qi)零件以(yi)及飛機機身等。鉛(qian)(qian)遇到(dao)硫(liu)酸(suan)后(hou),表(biao)面生成(cheng)一層硫(liu)酸(suan)鉛(qian)(qian)層,保(bao)護里(li)面的(de)鉛(qian)(qian)不(bu)再(zai)與硫(liu)酸(suan)反應,所(suo)以(yi)鉛(qian)(qian)廣泛用(yong)于(yu)做輸送硫(liu)酸(suan)的(de)管道和實驗室的(de)下水(shui)道等。