浅谈金属钝化

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1、谈一谈金属的钝性内容摘要金属的钝化是指金属表面从活性溶解状态变成非常耐腐蚀的状态这一突变现象。提高金属的钝化性能，促使金属材料在使用环境中钝化，是腐蚀控制的最有效途径之一。本文就钝化现象，钝化理论等对金属的钝化作用作了初步探讨，并指出了金属钝性工业上腐蚀防护的应用。关键词：金属钝化阳极极化曲线成相膜吸附膜ABSTRACTThereisamutantphenomenoncalled“passivation”inwhichmetalsurfacebecomeshighcorrosionresistancefromactivedissolution.O

2、neofthemosteffectivewayofcorrosioncontrolistoimprovethepassivationperformanceofmetal.Thearticlemakeaprimarydiscussionaboutpassivationphenomenonandpassiveationtheory.Alsopiontoutthecorrosionprotectionofmetalpassivationinindustrialapplication.Keyword:metalpassivation；anodepolar

3、izationcurve；oxide-film；absorbedfilm；6江苏大学化学化工学院2012及应用化学专业腐蚀与防护课程论文一．钝化现象（一）几种常见的钝化现象我们知道，Fe或者Al遇到浓H2SO4或者浓HNO3都发生钝化。因为表面被氧化成一层致密的氧化膜，使金属不再被氧化。铁、铝在稀HNO3或稀H2SO4中能很快溶解，但在浓HNO3或浓H2SO4中溶解现象几乎完全停止了，碳钢通常很容易生锈，若在钢中加入适量的Ni、Cr，就成为不锈钢了。金属或合金受一些因素影响，化学稳定性明显增强的现象，称为钝化。若这种变化因金属与介质自然作用产生，

4、称为化学钝化或自钝化；若该变化由金属通过电化学阳极极化引起，称为阳极钝化。另有一类由于金属表面状态变化引起其腐蚀速率降低，但电极电势并不正移的钝化（如铅在硫酸中表面覆盖盐层引起腐蚀速率降低），称为机械钝化。（二）钝化理论金属钝化是一种界面现象，它没有改变金属本体的性能，只是使金属表面在介质中的稳定性发生了变化。产生钝化的原因较为复杂，对其机理还存在着不同的看法，还没有一个完整的理论可以解释所有的钝化现象。目前比较为大多数人接受的是成相膜理论和吸附理论。两个理论示意图分别如下图所示：1.成相膜理论这种理论认为，当金属阳极溶解时，可以在金属表面生成一

5、层致密的、覆盖得很好的固体产物薄膜。这层产物膜构成独立的固相膜层，把金属表面与介质隔离开来，阻碍阳极过程的进行，导致金属溶解速度大大降低，使金属转入钝态。这种理论的实验证据是在某些钝化的金属表面上，可看到成相膜的存在，并能测其厚度和组成。如采用某种能够溶解金属而与氧化膜不起作用的试剂，小心地溶解除去膜下的金属，就可分离出能看见的钝化膜，如椭圆片广发可以直接观察到成相膜的存在。2.吸附理论吸附理论认为，金属表面并不需要形成固态产物膜才钝化，而只要表面或部分表面形成一层氧或含氧粒子（如O2-或OH-）的吸附层也就足以引起钝化了。这吸附层虽只有单分子层

6、厚薄，但由于氧在金属表面上的吸附，改变了金属与溶液的界面结构，使电极反应的活化能升高，金属表面反应能力下降而钝化。此理论主要实验依据是测量界面电容和使某些金属钝化所需电量。实验结果表明，不需形成成相膜也可使一些金属钝化，例如不锈钢和镍钝化是界面电容改变不大，表示并无成相膜生成。3.两种理论的比较6江苏大学化学化工学院2012及应用化学专业腐蚀与防护课程论文比较两种钝化理论都能较好地解释部分实验事实，但又都有成功和不足之处。这两种理论的相同之处是都认为由于在金属表面生成一层极薄的钝化膜阻碍了金属的溶解，至于对成膜的解释，却各不相同。金属钝化膜确具有

7、成相膜结构，但同时也存在着单分子层的吸附性膜。此外，两个理论的差异，还有吸附键和化学键之争。事实上金属在钝化过程中，在不同的条件下，吸附膜和成相膜可分别起主要作用。有人试图将这两种理论结合起来解释所有的金属钝化现象，认为含氧粒子的吸附是形成良好钝化膜的前提，可能先生成吸附膜，然后发展成成相膜。认为钝化的难易主要取决于吸附膜，而钝化状态的维持主要取决于成相膜。（三）影响金属钝化的因素1.金属本性一些工业常用的金属钝化趋势如下：Ti>Al>Cr>Mo>.Mg>Ni>Fe>Mn>Zn>Pb>Cu.，这个顺序只是表示钝化倾向的难易程度，并不代表他们的耐蚀

8、性亦是依次递减。2.合金元素合金元素常是一些稳定的组分元素，如贵金属或子敦化能力强的金属可以促进钝化。但是合金的钝性与合金元素的种类和含