① 鈍化原理和三要素
鈍化原理和三要素
其鈍化的機理可用薄膜理論來解釋,即認為鈍化是由於金屬與氧化性質作用,作用時在金屬表面生成一種非常薄的、緻密的、覆蓋性能良好的、牢固地吸附在金屬表面上的鈍化膜。這層膜成獨立相存在,通常是氧化金屬的化合物。它起著把金屬與腐蝕介質完全隔開的作用,防止金屬與腐蝕介質接觸,從而使金屬基本停止溶解形成鈍態達到防腐蝕的作用。
鈍化與防銹油最主要的區別是生成產物不一樣;防銹油是利用油膜封閉金屬表面的氣孔達到隔離與氧氣接觸而有效防止生銹的作用,是一種名副其實的物理反應。油膜比較容易隨著生產的進行而被清除、破壞的失效;而鈍化是利用鈍化液中的氧化性物質與金屬產生氧化還原反應,促使在金屬表面生成一層金屬的氧化化合物、達到有效保護金屬的目的。這一過程屬於化學反應。產生的鈍化膜緻密、完整不易被破壞。
與傳統的物理封閉法相比,鈍化處理後具有不增加工件厚度和改變顏色的特點、提高了產品的精密度和附加值,使操作更方便。由於鈍化的過程屬於無反應狀態進行,鈍化劑可反復添加使用,因此壽命更長、成本更經濟。鈍化促使金屬表面形成的氧分子結構鈍化膜、膜層緻密、性能穩定,並且在空氣中同時具有自行修復作用,因此與傳統的塗防銹油的方法相比,鈍化形成的鈍化膜更穩定、更具耐蝕性。
② 什麼是鈍化
淺談金屬鈍化的機理
我們知道,鐵、鋁在稀HNO3或稀H2SO4中能很快溶解,但在濃HNO3或濃H2SO4中溶解現象幾乎完全停止了,碳鋼通常很容易生銹,若在鋼中加入適量的Ni、Cr,就成為不銹鋼了。金屬或合金受一些因素影響,化學穩定性明顯增強的現象,稱為鈍化。由某些鈍化劑(化學葯品)所引起的金屬鈍化現象,稱為化學鈍化。如濃HNO3、濃H2SO4、HClO3、K2Cr2O7、KMnO4等氧化劑都可使金屬鈍化。金屬鈍化後,其電極電勢向正方向移動,使其失去了原有的特性,如鈍化了的鐵在銅鹽中不能將銅置換出。此外,用電化學方法也可使金屬鈍化,如將Fe置於H2SO4溶液中作為陽極,用外加電流使陽極極化,採用一定儀器使鐵電位升高一定程度,Fe就鈍化了。由陽極極化引起的金屬鈍化現象,叫陽極鈍化或電化學鈍化。
金屬處於鈍化狀態能保護金屬防止腐蝕,但有時為了保證金屬能正常參與反應而溶解,又必須防止鈍化,如電鍍和化學電源等。
金屬是如何鈍化的呢?其鈍化機理是怎樣的?首先要清楚,鈍化現象是金屬相和溶液相所引起的,還是由界面現象所引起的。有人曾研究過機械性刮磨對處在鈍化狀態的金屬的影響。實驗表明,測量時不斷刮磨金屬表面,則金屬的電勢劇烈向負方向移動,也就是修整金屬表面可引起處在鈍態金屬的活化。即證明鈍化現象是一種界面現象。它是在一定條件下,金屬與介質相互接觸的界面上發生變化的。電化學鈍化是陽極極化時,金屬的電位發生變化而在電極表面上形成金屬氧化物或鹽類。這些物質緊密地覆蓋在金屬表面上成為鈍化膜而導致金屬鈍化,化學鈍化則是像濃HNO3等氧化劑直接對金屬的作用而在表面形成氧化膜,或加入易鈍化的金屬如Cr、Ni等而引起的。化學鈍化時,加入的氧化劑濃度還不應小於某一臨界值,不然不但不會導致鈍態,反將引起金屬更快的溶解。
金屬表面的鈍化膜是什麼結構,是獨立相膜還是吸附性膜呢?目前主要有兩種學說,即成相膜理論和吸附理論。成相膜理論認為,當金屬溶解時,處在鈍化條件下,在表面生成緊密的、復蓋性良好的固態物質,這種物質形成獨立的相,稱為鈍化膜或稱成相膜,此膜將金屬表面和溶液機械地隔離開,使金屬的溶解速度大大降低,而呈鈍態。實驗證據是在某些鈍化的金屬表面上,可看到成相膜的存在,並能測其厚度和組成。如採用某種能夠溶解金屬而與氧化膜不起作用的試劑,小心地溶解除去膜下的金屬,就可分離出能看見的鈍化膜,鈍化膜是怎樣形
成的?當金屬陽極溶解時,其周圍附近的溶液層成分發生了變化。一方面,溶解下來的金屬離子因擴散速度不夠快(溶解速度快)而有所積累。另一方面,界面層中的氫離子也要向陰極遷移,溶液中的負離子(包括OH-)向陽極遷移。結果,陽極附近有OH-離子和其他負離子富集。隨著電解反應的延續,處於緊鄰陽極界
面的溶液層中,電解質濃度有可能發展到飽和或過飽和狀態。於是,溶度積較小的金屬氫氧化物或某種鹽類就要沉積在金屬表面並形成一層不溶性膜,這膜往往很疏鬆,它還不足以直接導致金屬的鈍化,而只能阻礙金屬的溶解,但電極表面被它覆蓋了,溶液和金屬的接觸面積大為縮小。於是,就要增大電極的電流密度,電極的電位會變得更正。這就有可能引起OH-離子在電極上放電,其產物(如OH)又和電極表面上的金屬原子反應而生成鈍化膜。分析得知大多數鈍化膜由金屬氧化物組成(如鐵之Fe2O3),但少數也有由氫氧化物、鉻酸鹽、磷酸鹽、硅酸鹽及難溶硫酸鹽和氯化物等組成。
吸附理論認為,金屬表面並不需要形成固態產物膜才鈍化,而只要表面或部分表面形成一層氧或含氧粒子(如O2-或OH-)的吸附層也就足以引起鈍化了。這吸附層雖只有單分子層厚薄,但由於氧在金屬表面上的吸附,改變了金屬與溶液的界面結構,使電極反應的活化能升高,金屬表面反應能力下降而鈍化。此理論主要實驗依據是測量界面電容和使某些金屬鈍化所需電量。實驗結果表明,不需形成成相膜也可使一些金屬鈍化。
兩種鈍化理論都能較好地解釋部分實驗事實,但又都有成功和不足之處。金屬鈍化膜確具有成相膜結構,但同時也存在著單分子層的吸附性膜。目前尚不清楚在什麼條件下形成成相膜,在什麼條件下形成吸附膜。兩種理論相互結合還缺乏直接的實驗證據,因而鈍化理論還有待深入地研究。
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③ 鐵鋁的鈍化是什麼原理
鐵鋁鈍化的原理為:
1、成相膜理論認為,當鋁合金等金屬溶解時,處在鈍化條件下,在表面生成緊密的、復蓋性良好的固態物質,這種物質形成獨立的相,稱為鈍化膜或稱成相膜,此膜將金屬表面和溶液機械地隔離開,使金屬的溶解速度大大降低,而呈鈍態。
2、吸附理論認為,金屬表面並不需要形成固態產物膜才鈍化,而只要表面或部分表面形成一層氧或含氧粒子的吸附層也就足以引起鈍化。
這吸附層雖只有單分子層厚薄,但由於氧在金屬表面上的吸附,改變了金屬與溶液的界面結構,使電極反應的活化能升高,金屬表面反應能力下降而鈍化。此理論主要實驗依據是測量界面電容和使某些金屬鈍化所需電量。
(3)鈍化產品表面厚度會增加多少擴展閱讀
鈍化優點:
1、與傳統的物理封閉法相比,鈍化處理後具有絕對不增加工件厚度和改變顏色的特點、提高了產品的精密度和附加值,使操作更方便;
2、由於鈍化的過程屬於無反應狀態進行,鈍化劑可反復添加使用,因此壽命更長、成本更經濟。
3、鈍化促使金屬表面形成的氧分子結構鈍化膜、膜層緻密、性能穩定,並且在空氣中同時具有自行修復作用,因此與傳統的塗防銹油的方法相比,鈍化形成的鈍化膜更穩定、更具耐蝕性。
④ 不銹鋼鈍化有什麼作用
鈍化是使金屬表面轉化為不易被氧化的狀態,而延緩金屬的腐蝕速度的方法。另外,一種活性金屬或合金,其中化學活性大大降低,而成為貴金屬狀態的現象,也叫鈍化。
鈍化優點
1、與傳統的物理封閉法相比,鈍化處理後具有絕對不增加工件厚度和改變顏色的特點、提高了產品的精密度和附加值,使操作更方便;
2、由於鈍化的過程屬於無反應狀態進行,鈍化劑可反復添加使用,因此壽命更長、成本更經濟。
3鈍化促使金屬表面形成的氧分子結構鈍化膜、膜層緻密、性能穩定,並且在空氣中同時具有自行修復作用,因此與傳統的塗防銹油的方法相比,鈍化形成的鈍化膜更穩定、更具耐蝕性。在氧化層中大部分的電荷效應是直接或間接地同熱氧化的工藝過程有關的。在800—1250~C的溫度范圍內,用干氧、濕氧或水汽進行的熱氧化過程有三個持續的階段,首先是環境氣氛中的氧進入到已生成的氧化層中,然後氧通過二氧化硅向內部擴散,當它到達Si02-Si界面時就同硅發生反應,形成新的二氧化硅。這樣不斷發生著氧的進入—擴散—反應過程,使靠近界面的硅不斷轉化為二氧化硅,氧化層就以一定的速率向矽片內部生長。
其鈍化的機理可用薄膜理論來解釋,即認為鈍化是由於金屬與氧化性物質作用,作用時在金屬表面生成 一種非常薄的、緻密的、覆蓋性能良好的、牢固地吸附在金屬表面上的鈍化膜。這層膜成獨立相存在,通常是氧化金屬的化合物。它起著把金屬與腐蝕介質完全隔開的作用,防止金屬與腐蝕介質接觸,從而使金屬基本停止溶解形成鈍態達到防腐蝕的作用。
⑤ 302不銹鋼鈍化處理後尺寸會變化嗎
nsjf68(站內聯系TA)完全不用擔心,理論上來說,不銹鋼的在常溫下的鈍化膜厚度在納米級別左右,不銹鋼一般是200nm左右。但是要在表面形成一層緻密的鈍化膜是需要時間的,在該過程中,表面可能會發生一定的活性溶解。考慮到你用的是強氧化劑HNO3,那麼鈍化過程會很快就完成,並不會造成明顯的活性溶解,所以我覺得你的方案是可行的,並且符合尺寸要求。
⑥ 什麼叫做鈍化
鈍化,是使金屬表面轉化為不易被氧化的狀態,而延緩金屬的腐蝕速度的方法。 另外,一種活性金屬或合金,其中化學活性大大降低,而成為貴金屬狀態的現象,也叫鈍化。
鈍化,金屬由於介質的作用生成的腐蝕產物如果具有緻密的結構,形成了一層薄膜(往往是看不見的),緊密覆蓋在金屬的表面,則改變了金屬的表面狀態,使金屬的電極電位大大向正方向躍變,而成為耐蝕的鈍態。如Fe→Fe2+時標准電位為-0.44V,鈍化後躍變到+0.5~1V,而顯示出耐腐蝕的貴金屬性能,這層薄膜就叫鈍化膜。
金屬的鈍化也可能是自發過程(如在金屬的表面生成一層難溶解的化合物,即氧化物膜)。在工業上是用鈍化劑(主要是氧化劑)對金屬進行鈍化處理,形成一層保護膜。
常見例子:冷濃硫酸、冷濃硝酸與鐵、鋁均可發生鈍化。
腐蝕定義
腐蝕是一種電化學變化過程,未經處理的金屬表面存在少量電離子,這些電離子會由高電位區(陰極)向低電位區(陽極)移動,因此產生電流。在此電流的作用下會加速對金屬破壞性的攻擊而在金屬電位薄弱的部位產生腐蝕,通俗的說就是生銹。
鈍化原理
其鈍化的機理可用薄膜理論來解釋,即認為鈍化是由於金屬與氧化性物質作用,作用時在金屬表面生成 一種非常薄的、緻密的、覆蓋性能良好的、牢固地吸附在金屬表面上的鈍化膜。這層膜成獨立相存在,通常是氧化金屬的化合物。它起著把金屬與腐蝕介質完全隔開的作用,防止金屬與腐蝕介質接觸,從而使金屬基本停止溶解形成鈍態達到防腐蝕的作用。
⑦ 不銹鋼酸洗鈍化膜厚一般有多厚
不銹鋼工件放置於空氣中會形成氧化膜,但這種膜的保護性不夠完善。通常先要進行徹底清洗,包括鹼洗和酸洗,再用氧化劑鈍化,才能保征鈍化膜的完整性與穩定性。
酸洗的目的之一是為鈍化處理創造條件,保證形成優質的鈍化膜。因為通過酸洗使不銹鋼表面平均有10um厚一層表面被腐蝕掉,酸液的化學活性使得缺陷部位的溶解率比表面上其它部位高,因此酸洗可使整個表面趨於均勻平衡,一些原來容易造成腐蝕的隱患被清除掉了。但更重要的是,通過酸洗鈍化,使鐵與鐵的氧化物比鉻與鉻的氧化物優先溶解,去掉了貧鉻層,造成鉻在不銹鋼表面富集,這種富鉻鈍化膜的電位可達+1.0V(SCE),接近貴金屬的電位,提高了抗腐蝕的穩定性。不同的鈍化處理也會影響膜的成份與結構,從而影響不銹性,如通過電化學改性處理,可使鈍化膜具有多層結構,在阻擋層形成CrO3或Cr2O3,或形成玻璃態的氧化膜,使不銹鋼發揮最大的耐腐蝕性。
⑧ 化學鈍化處理對銅材料外形尺寸的影響
---黃銅鈍化處理後外觀顏色會發生變化,處理工藝和工藝牚控不同效果不同;
---鈍化膜厚度約0.1~1微米,對產品質量、尺寸影響可乎略不計。銅內部組織結構、成份無任何變化,不影響使用效果。
---傳統銅鈍化工藝使用主料為鉻酸鹽,鉻酸鹽是一種毒性很高的污染物質能引起腎組織壞死內臟器官出血病變人體口服重鉻酸鉀的致死劑量約為3克鉻對呼吸道有刺激和腐蝕作用皮膚接觸後會引起皮炎濕疹和潰瘍一些鉻化物是公認的致癌物還有研究表明鉻化物有致突變作用和細胞遺傳毒。雖然處理後的產品表面鉻酸鹽微乎其微,但鈍化液的排放對環境的傷害是嚴重的。現在開發出的一些環保配方純化液,在防腐效果、顏色維持上還稍遜於傳統鉻酸鹽鈍化處理工藝。
⑨ 鋁鈍化膜的厚度
摘要 利用提高鍍膜溫度的方法來提高薄膜的吸附能力。在真空鍍膜技術中可以通過將基底溫度加熱到300℃來提高MgF:膜的穩定性。眾所周知,利用TiCI。和Si(OCH3).蒸氣在加熱到200-250℃玻瑞表面上分解生成的TiO:和Si 0,薄膜具有特別高的牢固強度和化學穩定性。
⑩ 黃銅鈍化處理後會對表面會有什麼影響
黃銅鈍化處理後外觀顏色會發生變化,處理工藝和工藝掌控不同效果不同;鈍化膜厚度約0.1~1微米,對產品質量、尺寸影響可乎略不計;鈍化膜可對材料本身形成防護,防止黃銅被腐蝕;銅內部組織結構、成份無任何變化,不影響使用效果。