钝化反应我们知道,铁、铝在稀 HNO3 H2SO4中能很快溶解,但在浓 HNO3 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。由 某些钝化剂(化学药品)所引起的金属钝化现象,称为化学钝化。如浓HNO3、浓H2SO4、 HClO3、K2Cr2O7、KMnO4 等氧化剂都可使金属钝化。金属钝化后,其电极电势向正方向 移动,使其失去了原有的特性,如钝化了的铁在铜盐中不能将铜置换出。此外,用电化学方 法也可使金属钝化,如将Fe 置于H2SO4 溶液中作为阳极,用外加电流使阳极极化,采用一 定仪器使铁电位升高一定程度,Fe 就钝化了。由阳极极化引起的金属钝化现象,叫阳极钝 化或电化学钝化。 金属经阳极氧化或化学方法处理,由活泼态转化成不活泼态的过程。有化学钝化和电化学钝 化两类。前者是利用化学作用使金属表面形成紧密的氧化物保护膜使之不易腐蚀,例如,将 铁放入浓硝酸溶液中处理后再放在稀酸中就不溶解;后者是将欲钝化的金属作阳极,加上适 当的电压,阳极电位向正极移动。无论是化学钝化或电化学钝化都与金属表面上吸附 O[sup]2-[/sup]或OH[sup]-[/sup]等阴离子而生成紧密的氧化膜有关 铝是氧化铝,铁是氧化铁。 能钝化的金属就这两种吧。 二氧化硫溶于水氧化生成硫酸与碳酸氢钠反应,所以二氧化碳量增多。这个反应记住了,是用来出二氧化碳中二氧化硫的 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。 由某些钝化剂(化学药品)所引起的金属钝化现象,称为化学钝化。如浓HNO3、 浓H2SO4、HClO3、K2Cr2O7、KMnO4 等氧化剂都可使金属钝化。 钝化后的反应 金属钝化后,其电极电势向正方向移动,使其失去了原有的特性,如 钝化了的铁在铜盐中不能将铜置换出。此外,用电化学方法也可使金属钝 Fe置于 H2SO4 溶液中作为阳极,用外加电流使阳极极化,采用一 定仪器使铁电位升高一定程度,Fe 就钝化了。由阳极极化引起的金属钝化 现象,叫阳极钝化或电化学钝化。 金属处于钝化状态能保护金属防止腐蚀,但有时为了保证金属能正常 参与反应而溶解,又必须防止钝化,如电镀和化学电源等。 编辑本段详细内容 金属钝化过程 首先要清楚,钝化现象是金属相和溶液相所引起的,还是由界面现象 所引起的。有人曾研究过机械性刮磨对处在钝化状态的金属的影响。实验 表明,测量时不断刮磨金属表面,则金属的电势剧烈向负方向移动,也就 是修整金属表面可引起处在钝态金属的活化。即证明钝化现象是一种界面 现象。它是在一定条件下,金属与介质相互接触的界面上发生变化的。电 化学钝化是阳极极化时,金属的电位发生变化而在电极表面上形成金属氧 化物或盐类。这些物质紧密地覆盖在金属表面上成为钝化膜而导致金属钝 化,化学钝化则是像浓 HNO3 等氧化剂直接对金属的作用而在表面形成氧化 膜,或加入易钝化的金属如 Cr、Ni 等而引起的。化学钝化时,加入的氧化 剂浓度还不应小于某一临界值,不然不但不会导致钝态,反将引起金属更 快的溶解。 金属表面的钝化膜结构 目前主要有两种学说,即成相膜理论和吸附理论。成相膜理论认为, 当金属溶解时,处在钝化条件下,在表面生成紧密的、覆盖性良好的固态 物质,这种物质形成独立的相,称为钝化膜或称成相膜,此膜将金属表面 和溶液机械地隔离开,使金属的溶解速度大大降低,而呈钝态。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, 钝化膜形成的过程 当金属阳极溶解时,其周围附近的溶液层成分发生了变化。一方面, 溶解下来的金属离子因扩散速度不够快(溶解速度慢)而有所积累。另一 方面,界面层中的氢离子也要向阴极迁移,溶液中的负离子(包括 OH-)向 阳极迁移。结果,阳极附近有 OH-离子和其他负离子富集。随着电解反应的 延续,处于紧邻阳极界 面的溶液层中,电解质浓度有可能发展到饱和或过饱和状态。于是, 溶度积较小的金属氢氧化物或某种盐类就要沉积在金属表面并形成一层不 溶性膜,这膜往往很疏松,它还不足以直接导致金属的钝化,而只能阻碍 金属的溶解,但电极表面被它覆盖了,溶液和金属的接触面积大为缩小。 于是,就要增大电极的电流密度,电极的电位会变得更正。这就有可能引 OH-离子在电极上放电,其产物(如OH)又和电极表面上的金属原子反 应而生成钝化膜。分析得知大多数钝化膜由金属氧化物组成(如铁之 Fe2O3),但少数也有由氢氧化物、铬酸盐、磷酸盐、硅酸盐及难溶硫酸盐 和氯化物等组成。 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。 编辑本段两种钝化理论发展 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。金属钝化膜确具有成相膜结构,但同时也存在着单分子层的吸附性膜。 目前尚不清楚在什么条件下形成成相膜,在什么条件下形成吸附膜。两种 理论相互结合还缺乏直接的实验证据,因而钝化理论还有待深入地研究。 钝化剂技术,金属钝化剂,反应型钝化处理剂,钝化催化剂类技术资料(168 欢迎选购!请记住本套资料(光盘)售价:168元;资料(光盘)编号:F250643。 敬告:我公司只提供技术资料,不能提供任何实物产品及设备,也不能提供生产销售厂商信 [22478-0032-0001]