什么是钝化现象

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。

此外，通过阳极化处理也能使某些金属或合金产生钝化。例 如，对处于稀硫酸溶液之中的金属铁进行阳极处理，开始通以低 电流密度时，铁以硫酸亚铁的形式溶解，随后在髙电流密度下， 溶解一段时间后，铁的腐蚀实际上就停止了，铁的性质发生了剧 变。铁由于阳极处理从活化态到饨化态的突变也称之为钝化。但 是，当切断电源后，达种钝性只能保持几秒钟。

钝化现象虽然早被人们所发现，并被研究了 100多年,但由于钝化现象的复杂性，至今，人们对于产生钝化的机制以及饨化表 面膜的组成与性质等问题依然不是十分的清楚。也因此导致对于金属的饨性的确切定义，人们尚无一致看法。

一般来说，钝化是指金属经强氧化剂或电化学方法氧化处理，使表面变为不活泼态即钝态的过程，是使金属表面转化为不易被氧化的状态，而延缓金属的腐蚀速度的方法。另外，一种活性金属或合金，其中化学活性大大降低，而成为贵金属状态的现象，也叫钝化。