揭開金屬鈍化的神秘面紗(參考版)
2025-06-29 04:35本頁面
【正文】 此外，對于上述兩種理論不能很好地解釋的實驗現象，科學家們提出了金屬鈍化的電子理論解釋和鋼鐵鈍化的雙極膜學說。4. 結論以上對金屬鈍化的概念和實現金屬鈍化的方法以及金屬鈍化在工業(yè)生產中的應用作了簡單的介紹，并就現有的主要的兩種金屬鈍化理論，即對成相膜理論和吸附膜理論做出了簡明扼要的總結，并比較了兩者的區(qū)別和分析了兩者之間的聯(lián)系。雙極膜能阻止環(huán)境中有害陰離子的侵人，阻擋金屬離子向外遷移，對離子電流起整流作用，阻礙膜下陽極腐蝕的發(fā)生。圖3 金屬鈍化的雙極膜機理 鋼鐵鈍化的雙極膜學說以及有關雙極膜鈍化過程的基本原理，說明OH 、Cl離子對金屬陽極溶解既有促進作用，也有阻礙作用。在陽極極化下，H+向外遷移進入本體溶液，OH或O2向內遷移與金屬離子結合成金屬氫氧化物或金屬氧化物。大部分常見的含氧陰離子，如SO42，MoO4CrO4WO4PO4B(OH)等，都能通過吸附或結合將陰離子選擇性水合金屬氫氧化物或氧化物轉變?yōu)殛栯x子選擇性。該沉積層在酸性和中性溶液中通常呈陰離子選擇性。圖3給出了金屬從活化態(tài)到鈍化態(tài)的轉變過程。所以用電子理論能夠很好地解釋金屬的鈍化現象。圖3 平衡電層圖4 平衡電層破壞金屬的鈍化是由于形成了平衡電層，吸附的離子層改變了電極的表面狀態(tài)，使電極反應所需的活化能增大，大大降低了反應速度，使金屬受到電化學保護，即發(fā)生鈍化。例如當鋅單獨置于溶液中時形成的平衡電層使鋅受到鈍化保護，而當鋅作為鐵的保護陽極時，山于鐵的電位比鋅正很多，平衡電層中的電子流向鐵，使得平衡電層被破壞，所以鋅會不斷受到腐蝕。當鐵剛放入濃硝酸時，山于濃硝酸的強氧化性，使得鐵表面迅速失去大量的電子，而大量的正離子水化并聚集在鐵表面，形成上述的平衡電層，鐵表面的鐵離子受平衡力作用難以向溶液中擴散，鐵處于鈍化狀態(tài)。在強氧化劑中或其它非平衡電位過程中，前期大量的電子進入電解質中，當大量正電荷的金屬離子在金屬表面聚集時，必然對金屬上的電子產生引力，一些電子被吸引到金屬表層，但是金屬上的正電荷會阻比電子外溢(這不同于雙電層)，如圖1所示。第四，金屬除了可以用一些氧化劑處理使之鈍化之外，還可以采用電化學的方法使之鈍化。例如鋁置于電解質中會生成致密的氧化鋁保護膜，而在犧牲陽極保護法中，鋁作為鐵的保護陽極則會不斷地被腐蝕。也不能用表面吸附一層單分子層的氧來解釋。3. 金屬鈍化理論的發(fā)展 金屬鈍化的電子理論解釋用上述的成相膜理論和吸附膜理論并不能很好地解釋一些金屬的鈍化現象：第一，鐵在濃硝酸中發(fā)生鈍化，但是在稀硝酸中兒乎不發(fā)生鈍化，假設是因為濃硝酸氧化性比稀硝酸強的原因，然而，金屬除了可用一些氧化劑處理使之鈍化外，一些非氧化劑也可以使其鈍化，例如濃硫酸并非強氧化劑，卻依然可以使鐵發(fā)生鈍化。雖然這些看法在目前還缺乏直接的實驗根據，但無疑是企圖將上述兩種理論聯(lián)系起來的一種有益的嘗試。吸附作用無疑的在鈍化膜的建立和破壞過程中扮演了十分重要的角色，但目前我們還難以肯定是否僅僅由于吸附作用就可以導致全部觀察到的鈍化及活化現象。目前我們最不清楚而又急需闡明的另一個問題是：具有高度阻化能力的鈍化膜到底是在什么條件下生成的以及如何在各種陰離子的作用下受到破壞。例如單原子氧層到底應算作吸附層還是成相膜，甚至應如何理解多層吸附和成相膜之間的區(qū)別，在文獻中都可以?？吹讲煌目捶ā煞N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。金屬鈍化膜確具有成相膜結
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