金屬表面氧化及防護-在線瀏覽
2024-08-11 00:27本頁面
【正文】 客觀的使用價值。 鐵在空氣中銹蝕的機理。鋼鐵中的鐵作陽極，雜質(zhì)作陰極，溶有SOCO3 酸性水溶液為電解質(zhì)，電池變化為陽極：Fe+2e→Fe2+陰極:H++2e→H2 析氫腐蝕或陰極1/2O2+2e+H2O→2OH 吸氧腐蝕。如果金屬離子在陽極區(qū)氧化析出時，立即跟陰離子結(jié)合生成難溶化合物。很多活動性不是很弱的金屬（鋅、鉻、鋁等）就是因為這樣具有強的抗蝕性，但Fe(OH)FeCO3 馬等亞鐵化合物的溶度積相對比較大，這就使得時Fe2+析出時不能立即與水溶液中的陰離子結(jié)合沉積在金屬的表面上，假定銹蝕介質(zhì)的PH=7則〔OH〕=107，KspFe(OH)2=1016 可以計算出當PH﹤7時(腐蝕介質(zhì)的PH一般都小于7)，開始有沉積時，所以， Fe2+時. 析出時，馬上沉積在鐵的表面上是不可能的。但如果沒有任何變化使得鐵表面液層Fe2+的濃度減少，則隨著鐵的不斷被氧化，F(xiàn)e2+的不斷析出和沉積，濃度逐漸增大，總是可以達到沉積出Fe(OH)2 所需要的濃度的。形成緊附在鐵表面上的致密的保護膜，但對時Fe2+來說， 由于它的還原性卻又達不到這個濃度。2Fe2++1/2O2+H2O+4OH=2Fe(OH)3 由于Fe(OH)3的濃度積很小當PH=7時，溶液中附Fe3+的濃度達到41017M 就可沉積出來,這樣沉積的Fe（OH）3，已是Fe2+離開金屬表面,被氧化的結(jié)果。這就是鐵銹，由于鐵銹不緊附在鐵表面，所以它脹大到一定程度后，往往成片從鐵表面剝離。較多的工作表明，在500℃ 以下，鐵表面生成Fe3O4和少量的γ Fe2O3，在高溫下只生成Fe3O4層。根據(jù)UPS,XPS和AES的測量，我們認為在溫度不太高和氧分壓不太大的條件下，多晶鐵片與氧作用生成的化合物是Fe3O4，而不是FeO和α Fe2O3，也不是三種化合物的分層分布。 首先，氧化膜的生長。即使在很低的溫度（如液氮溫區(qū)）下，這一表面也會非常迅速地氧化。時，氧化實際上停了下來。鐵表面氧化剛一開始即形成與表面鐵原子鍵合的氧離子的半單層 。一種重要的生成機制是換位機制。 造成迅速氧化的換位機制與共價鍵合的極薄氧化膜有關。由于沒有約束力，共價的氧化膜中的原子對比較容易交換位置。通常換位只在低的氧氣分壓下發(fā)生，而在高的氧氣分壓下則可能為其它機制。大氣中的氧分子吸附在膜表面上，離解,然后獲得電子而生成的氧離子向鐵表面擴散，與此同時戶鐵離子和電子從鐵表面釋放業(yè)向膜表面輸送氧離子和鐵離子在膜中的某處相遇而生成新的氧化物。氧的吸附和供給速率為制約因素。直至氧化鐵膜達到快速生長階段的末期，即其厚度約20 194。在氧化膜生長較慢的階段需要復雜得多的處理。離子的運動由Fick的擴散定律和靜電力引起的擴散規(guī)律所決定。 再次，鐵表面氧化膜測定：庫倫法。這樣,防止了陽極氧化物擴散到陰極,由于還原時間還不足以使氧化物擴散到陰極,所以可使用強滲透膜，否則就應該使用厚的〔弱滲透率的〕的滲透膜。例如，有些金屬及合金在空氣里不易氧化，或能生成致密的鈍化薄膜，可以抵抗酸、堿、鹽腐蝕，如不銹鋼，就是在鋼中加入定量的鉻、鎳、鈦等元素，當鉻元素含量超過 12％時，就可以起到不銹的作用．有些在高溫高壓時性能穩(wěn)定，如耐熱不起皮鋼；有些在空氣中
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