什么是钝化现象
钝化是当某些金属或是合金腐蚀时观察到的一种异常的现象。饨 态的槪念最初是来自于法拉第对于铁在硝酸溶液中的行为的观察。法拉第观察到在低 浓度的硝酸溶液中,纯铁会迅速遭到腐蚀,并且其腐蚀速度随着硝酸的浓 度提髙而增大。然而,当硝酸的浓度超过某个临界值以后,铁在这 些浓硝酸中的腐蚀速度则下降到可予以忽略的程度,尽管腐蚀反 应的热力学推动力此时显著增大,但铁在这种情况下实际上是耐 蚀的,铁在此酸中仍具有金属光泽,它的行为就如同贵金属—样。 勋巴恩称铁在浓硝酸中获得的耐蚀状态为钝态。 像上述的铁那样的金属或合金,在某种条件下,由活化态转为钝 态的这种突变过程称之为钝化。金属或合金钝化后获得的那种性 质,称之为钝性。不仅仅硝酸,作为强氧化剂的一些其他化学物 质如氣酸钾、重铬酸钾、高锰酸钾及硝酸银等也能够引起金风或 合金钝化。即使是溶解在电解液中的氧,在一定条件下,也能成为强的钝化剂,使金属或是合金饨化。可见,钝化现象的出现通常 与氣化性介质的作用有关。但是,在个別场合下,某些金属也可 以在非氧化性介质中发生钝化,如镁就可以在氢氟酸,钼和铌在盐酸中 的钝化。可以说,在一定的条件下,差不多任何一种金属都能在 一定程度上转入钝态,只是它们的沌态稳定性是很不相同的。 最易钝化的金属有铬、铝、钛、镍、铁、钽、铌等。各种所谓的不 锈钢,就是以铁为基加入了铬、镍等元素的合金。不锈钢在某些 介质中之所以耐腐蚀,就是因为它们在该条件下发生了钝化,进入 钝态。上述提及的铝、钛等一些金属在电动次序表中排在很前 面,说明它们在热力学上是很不稳定的,或者说是一些化学性质 也活泼的金属。但实际上,它们在大气中或一般的工业介质中都很耐蚀,作为重要的耐蚀工程材料被使用。这是因为它们在那些 介质中都能自发地发生钝化,处于稳定的钝态之中。