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(shi)表(biao)面鈍(dun)化(hua)的(de)方法(fa),有化(hua)學鈍(dun)化(hua)和電化(hua)鈍(dun)化(hua)兩種。化(hua)學鈍(dun)化(hua)就是讓金(jin)(jin)(jin)屬(shu)和某些氧(yang)化(hua)劑反應,使(shi)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)表(biao)面形(xing)成一層(ceng)緊密粘連著的(de)、具有保護性的(de)氧(yang)化(hua)物或其他化(hua)合物。其實,這也是一種腐(fu)蝕,不(bu)(bu)過腐(fu)蝕的(de)結果,不(bu)(bu)僅不(bu)(bu)損(sun)壞金(jin)(jin)(jin)屬(shu),反而有保護作用(yong)。

濃硫酸.jpg  鈍化金屬.jpg


 例如,把鐵(tie)浸(jin)入(ru)比(bi)重大于1.25的(de)濃(nong)硝(xiao)酸(suan)(suan)中(zhong),開始鐵(tie)能溶解,但很快反應停止。由(you)于只(zhi)有(you)極薄一層鐵(tie)發(fa)生了反應,所以這(zhe)塊鐵(tie)的(de)外形(xing)并(bing)不(bu)(bu)改(gai)變(bian),但它表(biao)明的(de)性質卻(que)發(fa)生了變(bian)化(hua)(hua)(hua)。這(zhe)塊不(bu)(bu)和稀(xi)硝(xiao)酸(suan)(suan)反應,也不(bu)(bu)能從硝(xiao)酸(suan)(suan)銀溶液中(zhong)置換出銀。像這(zhe)樣使金屬表(biao)面(mian)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)的(de)氧化(hua)(hua)(hua)劑(ji)叫做鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)劑(ji),在這(zhe)里,濃(nong)硝(xiao)酸(suan)(suan)就是(shi)一種鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)。在化(hua)(hua)(hua)工廠(chang)里,常用鐵(tie)制器(qi)皿盛濃(nong)硫酸(suan)(suan),而鐵(tie)并(bing)不(bu)(bu)被腐(fu)蝕(shi),也是(shi)因為鐵(tie)制器(qi)皿表(biao)面(mian)被濃(nong)硫酸(suan)(suan)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)了的(de)緣故。


 電化(hua)(hua)(hua)(hua)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)是讓金(jin)(jin)屬作(zuo)陽極,放在電解(jie)池中通(tong)電,這(zhe)(zhe)時(shi),金(jin)(jin)屬被氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua),所(suo)以(yi)也(ye)稱作(zuo)陽極氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)。隨(sui)著電流密度的(de)增(zeng)大,電位(wei)增(zeng)高,OH-也(ye)可(ke)能在陽極被氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua),生(sheng)成(cheng)OH原(yuan)子(zi)團或氧(yang)(yang)(yang)原(yuan)子(zi)和(he)(he)水。OH原(yuan)子(zi)團和(he)(he)氧(yang)(yang)(yang)原(yuan)子(zi)都很容易(yi)和(he)(he)金(jin)(jin)屬反應,在金(jin)(jin)屬表(biao)面生(sheng)成(cheng)一(yi)種極薄的(de)、肉眼(yan)看不(bu)見的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)。這(zhe)(zhe)層(ceng)膜(mo)牢固地和(he)(he)金(jin)(jin)屬結合在一(yi)起,而(er)且性質穩定。所(suo)以(yi),當這(zhe)(zhe)種氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)生(sheng)成(cheng)后,金(jin)(jin)屬就不(bu)再變(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)了,這(zhe)(zhe)塊金(jin)(jin)屬就具有了鈍(dun)性。鋁制品常通(tong)過電化(hua)(hua)(hua)(hua)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua),使(shi)(shi)表(biao)面生(sheng)成(cheng)一(yi)層(ceng)較厚的(de)保護(hu)膜(mo),以(yi)延長使(shi)(shi)用(yong)壽命。同(tong)時(shi),這(zhe)(zhe)層(ceng)保護(hu)膜(mo)還有較好的(de)吸附性能,可(ke)以(yi)染(ran)上各種美(mei)麗的(de)顏色(se)。


可見,電鈍(dun)化(hua)和化(hua)學鈍(dun)化(hua)雖然采用的方法不同,但結果是一樣的,都(dou)是使(shi)金屬表(biao)面氧化(hua),生成一層(ceng)具有(you)鈍(dun)性(xing)的保護膜。


一(yi)般經(jing)過處理表(biao)面都可以被鈍化(hua),但鈍化(hua)的(de)(de)難易(yi)(yi)程度不(bu)同(tong),鈍化(hua)后耐腐蝕(shi)性也不(bu)同(tong)。例(li)如(ru),鋁(lv)(lv)(lv)很容易(yi)(yi)鈍化(hua),在通(tong)常情況(kuang)下(xia),鋁(lv)(lv)(lv)暴露在空(kong)氣中,表(biao)面很快(kuai)就(jiu)被氧氣所氧化(hua),生成一(yi)層氧化(hua)鋁(lv)(lv)(lv)薄膜,保護著這種活動(dong)金(jin)屬(shu)鋁(lv)(lv)(lv)不(bu)繼續腐蝕(shi);鐵(tie)在常溫下(xia)放在濃硝酸中即可鈍化(hua);而銅需要在-11℃的(de)(de)低溫下(xia)用濃硝酸處理才能鈍化(hua);鈉、鉀(jia)等活動(dong)金(jin)屬(shu),因為它們的(de)(de)化(hua)合物都易(yi)(yi)溶解,所以很難鈍化(hua)。


由于不同金(jin)屬(shu)鈍化后耐腐蝕性(xing)能的(de)(de)(de)不同,我們就應根據用(yong)途(tu)選擇金(jin)屬(shu)材料。例如,鋁(lv)的(de)(de)(de)保護(hu)膜在空氣中很穩(wen)定(ding),但易(yi)被酸(suan)(suan)、堿(jian)腐蝕,所以常用(yong)鋁(lv)制(zhi)成日常生活用(yong)品、電器(qi)零(ling)件以及飛機(ji)機(ji)身(shen)等(deng)。鉛遇到硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)后,表面(mian)(mian)生成一層硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)鉛層,保護(hu)里面(mian)(mian)的(de)(de)(de)鉛不再與硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)反應,所以鉛廣泛(fan)用(yong)于做輸送硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)的(de)(de)(de)管道和實驗室(shi)的(de)(de)(de)下水道等(deng)。