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)(dun)化(hua)(hua)的方法(fa),有(you)化(hua)(hua)學鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)和電(dian)化(hua)(hua)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)兩種。化(hua)(hua)學鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)就是(shi)讓金屬和某些(xie)氧(yang)化(hua)(hua)劑(ji)反(fan)應,使金屬表面(mian)形成一(yi)層緊密粘(zhan)連著的、具有(you)保護性的氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)或其(qi)他化(hua)(hua)合物(wu)。其(qi)實,這也是(shi)一(yi)種腐蝕,不過(guo)腐蝕的結果,不僅不損壞金屬,反(fan)而(er)有(you)保護作用。

例(li)如,把鐵(tie)浸入比重大于(yu)(yu)1.25的(de)濃硝(xiao)酸中(zhong),開始鐵(tie)能溶解,但(dan)很(hen)快反應(ying)停止。由于(yu)(yu)只(zhi)有極薄(bo)一層鐵(tie)發生了(le)反應(ying),所以這塊鐵(tie)的(de)外形(xing)并不(bu)改變(bian),但(dan)它表明(ming)的(de)性(xing)質卻發生了(le)變(bian)化(hua)(hua)。這塊不(bu)和稀硝(xiao)酸反應(ying),也不(bu)能從(cong)硝(xiao)酸銀溶液中(zhong)置換出銀。像(xiang)這樣使(shi)金屬表面鈍(dun)化(hua)(hua)的(de)氧化(hua)(hua)劑叫做(zuo)鈍(dun)化(hua)(hua)劑,在這里(li),濃硝(xiao)酸就是一種鈍(dun)化(hua)(hua)劑。在化(hua)(hua)工廠(chang)里(li),常用鐵(tie)制(zhi)器皿盛(sheng)濃硫(liu)酸,而鐵(tie)并不(bu)被腐蝕,也是因為鐵(tie)制(zhi)器皿表面被濃硫(liu)酸鈍(dun)化(hua)(hua)了(le)的(de)緣故。
電化(hua)(hua)(hua)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)是讓金(jin)屬(shu)作陽極(ji),放(fang)在(zai)(zai)電解池(chi)中通(tong)電,這時,金(jin)屬(shu)被氧(yang)化(hua)(hua)(hua),所以也稱作陽極(ji)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)。隨著電流密度的(de)增大,電位增高(gao),OH-也可(ke)能(neng)(neng)在(zai)(zai)陽極(ji)被氧(yang)化(hua)(hua)(hua),生成OH原子(zi)團或氧(yang)原子(zi)和水。OH原子(zi)團和氧(yang)原子(zi)都很容易和金(jin)屬(shu)反應,在(zai)(zai)金(jin)屬(shu)表(biao)面(mian)生成一種(zhong)極(ji)薄的(de)、肉眼看(kan)不(bu)見的(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)膜。這層(ceng)膜牢(lao)固地(di)和金(jin)屬(shu)結合(he)在(zai)(zai)一起,而(er)且性質(zhi)穩定。所以,當(dang)這種(zhong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)膜生成后,金(jin)屬(shu)就(jiu)不(bu)再變(bian)化(hua)(hua)(hua)了,這塊金(jin)屬(shu)就(jiu)具(ju)有了鈍(dun)(dun)性。鋁(lv)制品常通(tong)過電化(hua)(hua)(hua)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua),使(shi)表(biao)面(mian)生成一層(ceng)較厚的(de)保護膜,以延長使(shi)用壽命。同(tong)時,這層(ceng)保護膜還有較好(hao)的(de)吸(xi)附性能(neng)(neng),可(ke)以染(ran)上各種(zhong)美麗的(de)顏色。
可見,電鈍(dun)化(hua)和(he)化(hua)學(xue)鈍(dun)化(hua)雖然采(cai)用(yong)的方法不同,但結果是一樣的,都是使金屬表(biao)面(mian)氧化(hua),生成一層具有鈍(dun)性的保(bao)護膜。
一般經過處理表面都可以(yi)被鈍(dun)化(hua)(hua),但鈍(dun)化(hua)(hua)的難(nan)易程度不(bu)同(tong),鈍(dun)化(hua)(hua)后耐(nai)腐蝕(shi)性也不(bu)同(tong)。例如,鋁(lv)很(hen)容易鈍(dun)化(hua)(hua),在(zai)(zai)通常情況下,鋁(lv)暴露在(zai)(zai)空氣(qi)中(zhong),表面很(hen)快就被氧氣(qi)所氧化(hua)(hua),生(sheng)成(cheng)一層氧化(hua)(hua)鋁(lv)薄(bo)膜(mo),保護著這種(zhong)活動(dong)金(jin)屬(shu)鋁(lv)不(bu)繼續腐蝕(shi);鐵在(zai)(zai)常溫下放在(zai)(zai)濃(nong)硝酸(suan)中(zhong)即可鈍(dun)化(hua)(hua);而銅需要在(zai)(zai)-11℃的低溫下用濃(nong)硝酸(suan)處理才能鈍(dun)化(hua)(hua);鈉(na)、鉀等活動(dong)金(jin)屬(shu),因為它們的化(hua)(hua)合物(wu)都易溶解,所以(yi)很(hen)難(nan)鈍(dun)化(hua)(hua)。
由于(yu)不(bu)(bu)同金屬(shu)(shu)鈍化(hua)后(hou)耐腐(fu)蝕(shi)性能的(de)不(bu)(bu)同,我(wo)們就應根據(ju)用(yong)(yong)(yong)途選擇(ze)金屬(shu)(shu)材料。例如,鋁(lv)的(de)保(bao)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(chang)用(yong)(yong)(yong)鋁(lv)制成(cheng)日常(chang)生(sheng)活(huo)用(yong)(yong)(yong)品、電(dian)器零件以(yi)(yi)及飛機(ji)機(ji)身等(deng)。鉛遇(yu)到硫酸(suan)(suan)后(hou),表面生(sheng)成(cheng)一(yi)層(ceng)硫酸(suan)(suan)鉛層(ceng),保(bao)護(hu)里面的(de)鉛不(bu)(bu)再與硫酸(suan)(suan)反應,所以(yi)(yi)鉛廣泛用(yong)(yong)(yong)于(yu)做輸送硫酸(suan)(suan)的(de)管道(dao)和(he)實驗室的(de)下水道(dao)等(deng)。

