105金屬的鈍化——鈍化現(xiàn)象與陽極鈍化自鈍化成相膜
發(fā)布時間：2012.06.13 新聞來源：不銹鋼酸冼鈍化液|不銹鋼酸洗鈍化膏|不銹鋼酸洗劑|不銹鋼表面處理-天長市俊武不銹鋼表面處理材料廠 瀏覽次數(shù)：
金屬的鈍化
鈍化現(xiàn)象與陽極鈍化
鈍化現(xiàn)象
電動序中一些較活潑的金屬，在某些特定的環(huán)境介質中，變?yōu)槎栊誀顟B(tài)。例如，鐵在稀硝酸中腐蝕很快，其腐蝕速度隨硝酸濃度的增加而迅速增大，當硝酸濃度增加到30％～40％時，溶解速度達到***大值。若繼續(xù)增大硝酸濃度(>40％)，鐵的溶解速度卻突然急劇下降，直到反應接近停止(圖5-1)。這時金屬變得很穩(wěn)定，即使再放在稀硝酸中也能保持一段時間的穩(wěn)定。鐵在濃硝酸中或經過濃硝酸處理后失去了原來的化學活性，這一異常現(xiàn)象稱為鈍化。
鐵在濃硝酸中的鈍化現(xiàn)象，早在19世紀30年代就被發(fā)現(xiàn)了。
陽極鈍化
由鈍化劑引起的金屬鈍化，通常稱為“化學鈍化”。陽極極化也可引起金屬的鈍化。某些金屬在一定的介質中(通常不含有C1-離子)，當外加陽極電流超過某一定數(shù)值后，可使金屬由活化狀態(tài)轉變?yōu)殁g態(tài)，稱為陽極鈍化或電化學鈍化。
利用控制電位法(恒電位法)可測得具有活化—鈍化行為的完整的陽極極化曲線。若用控制電流法(恒電流法)則不能測定出完整的陽極鈍化曲線，正程測定得ABCD曲線，反程則得DFA曲線，都無法得到
金屬的自鈍化
沒有任何外加極化的情況下，由于腐蝕介質的氧化劑(去極化劑)的還原引起的金屬的鈍化，稱為金屬的自鈍化。
要實現(xiàn)金屬的自鈍化，須***滿足下列兩個條件。
(1) 氧化劑的氧化—還原平衡電位E0，C要高于該金屬的致鈍電位EPP，即E0，C>EPP；
(2) 在致鈍電位EPP下，氧化劑陰極還原反應的電流密度iC須***大于該金屬的致鈍電流密度iPP，即在EPP下iC>iPP。
鈍化理論
金屬鈍化是一種界面現(xiàn)象，它沒有改變金屬本體的性能，只是使金屬表面在介質中的穩(wěn)定性發(fā)生了變化。產生鈍化的原因較為復雜，目前對其機理還存在著不同的看法，還沒有一個完整的理論可以解釋所有的鈍化現(xiàn)象。下面扼要介紹目前認為能較滿意地解釋大部分實驗事實的兩種理論，即成相膜理論和吸附理論。
成相膜理論
這種理論認為，當金屬陽極溶解時，可以在金屬表面生成一層致密的、覆蓋得很好的固體產物薄膜。這層產物膜構成獨立的固相膜層，把金屬表面與介質隔離開來，阻礙陽極過程的進行，導致金屬溶解速度大大降低，使金屬轉入鈍態(tài)。
吸附理論
吸附理論認為：金屬鈍化是由于表面生成氧或含氧粒子的吸附層，改變了金屬／溶液界面的結構，并使陽極反應的活化能顯著提高的緣故。即由于這些粒子的吸附，使金屬表面的反應能力降低了，因而發(fā)生了鈍化。
兩種理論的比較
這兩種鈍化理論都能較好地解釋大部分實驗事實，然而無論哪一種理論都不能較全面、完整地解釋各種鈍化機理。這兩種理論的相同之處是都認為由于在金屬表面生成一層極薄的鈍化膜阻礙了金屬的溶解，至于對成膜的解釋，卻各不相同。吸附理論認為，只要形成單分子層的二維膜就能導致金屬產生鈍化，而成相膜理論認為，要使金屬得到保護、不溶解，至少要形成幾個分子層厚的三維膜，而***初形成的單分子吸附膜只能輕微降低金屬的溶解，增厚的成相膜才能達到******鈍化。此外，兩個理論的差異，還有吸附鍵和化學鍵之爭。事實上金屬在鈍化過程中，在不同的條件下，吸附膜和成相膜可分別起主要作用。有人企圖將這兩種理論結合起來解釋所有的金屬鈍化現(xiàn)象，認為含氧粒子的吸附是形成******鈍化膜的前提，可能先生成吸附膜，然后發(fā)展成成相膜。認為鈍化的難易主要取決于吸附膜，而鈍化狀態(tài)的維持主要取決于成相膜。膜的生長也服從對數(shù)規(guī)律，吸附膜的控制因素是電子隧道效應，而成相膜的控制因素則是離子通過勢壘的運動。
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