浅谈金属的化学腐蚀及防护

固液气以及三 态的相 互交叉反应上 面。固态物质 间产 生的化 学反应一般较其他反应表现相对明显 。 固态物质— 金属 与具有化 学性质 的物质 发 生特 定的化 学反应 ， 使金属的性质和状 态在 某种程度上可能发生不 同程度不 同性质状 态的改变。 因此， 金属化 学反应对金属腐蚀的后果需要 引起 注意并且 注重防护 工作 。
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２ ０ １ ４ 年２ ７ 期
浅谈金属的化学腐蚀及防护
刘 大 伟 （ 沈阳市师范大学化学与生命科 学学 院
【 摘
辽宁
沈 阳 １ １ ０ ０ ０ ０ ）
要】 化 学原理 中涉及 到社会 生活的众 多方 面， 化学多 研 究的对 象是物质之 间的化学反 应和词 】 金属 ； 化 学腐蚀 ； 防护
１ ． 金 属腐蚀 的种类及 区别 改变金属本质可 以根据用途而采取不同的材料进行组合 ． 形成耐 蚀合金 。 也 可以在金属 中添加一些元素 ． 添加的元素多为合金 ． 可 以有 根据腐蚀 的作用原理 ， 可分为化学腐蚀和电化学腐蚀 两者存 在一定 的区别 ．电化学腐蚀 发生 的平行 现象是在金 属表 效提高其耐蚀性 ， 达到 防止或减轻金属的腐蚀 程度的效果 。 例如． 比较 面存 在 阴极 与 阳极 ． 此 两级互 相 隔离 和区分 ． 且 在相 对立 的 阴阳两 常见 的是在钢 中加入镍 ．生钢是很柔软的不具备 固定成型的物质 ． 生 不锈钢是坚硬 的钢合金物质 ． 具备较强 级 中间存在微 小的 电流。对 比来 说 ． 化学腐蚀 不 同于 电化 学腐蚀 的 钢在加入镍之 后生成不锈钢 ， 厨房的不锈钢 本质是 其并不 产生微 小的 电流 ． 只是单 纯 的化 学腐蚀 化 学腐蚀 和 的防腐蚀性 。不锈钢 的防腐蚀性被广泛应用 于生活中 ． 电化学 腐蚀虽 然存在 微小 电流 的 区别 ． 但是 电化学腐 蚀 和单纯 的化 锅和盆等生活用具是很典型的 ． 所谓的防腐蚀 性是针对于厨房用具 的 耐热特点而言的 。 学腐蚀 之间仍 然存在 某种互相 依存 的关 系 。即 ： 电化学腐 蚀是单 纯 防水 、 ２ ． ２金属保护层 化学腐 蚀的高 级形式 ． 是 以单 纯化学腐 蚀为基 本而形 成 的化学反 应 现象 ： 单纯 的化 学腐蚀 是一种 简单可 见的获取 性较 高的金 属化学 反 是将一种金属镀在需要防护腐 蚀的另一种金属表面 ． 在镀造 中形 用于镀造的材料叫做镀层金属 。除电镀 和化学镀可以形 应， 例如， 人 肉眼可 以很容易 的看到金 属铜铁在 空气 中与氧气 、 二 氧 成保护镀层 ， 还可以使用热浸镀 、 热 喷镀 、 渗镀 和真空镀 等方法 通过 化碳 和水 接触 ．从 而产 生具有 鲜 明特征 的红 色或 绿色 的铜锈 和 铁 成金属镀层 ， 锈 。金 属被氧 化的单纯 化学腐蚀 而产生 的铜锈 、 铁锈 是不存 在任何 在金属表面增加保 护层 。 实现 金属与腐蚀性介质 的隔绝 ． 这种 隔绝并 电子 形态 的微小 电 流的 ， 而是 可见 、 易 获取 的直 观可得 的化 学单 纯 不一定 是有效 的完全 隔绝 ．可能会存在某些 保护层 防护性 的不彻底 金属腐蚀 现象 性 。因为防护层所隔绝的是在一定时间、 一定 条件下金属与腐蚀性介 防护层起到减缓腐蚀程度、 延 长被腐蚀时 间的作用 。 工 后来 ， 依据时代发展 ， 思维方式等变化 ， 人们思想 的极 大解放产生 质 的反应条件 ， 一般方法有 ： 了另一种分类 ： 干腐蚀和湿腐蚀 。 其 中。 湿腐蚀是指金属在水溶液中产 业上普遍使用非金属保护层 或金属保 护层 ． ２ ． ２ ． １ 金属的磷化处理 生的腐蚀现象 。 湿腐蚀是典 型的 电化学 腐蚀 。 金属在 水溶液 中的化 学 所谓磷化是指 ： 钢铁制品在去油、 除锈之 后 ． 浸泡在有 目的性制成 腐蚀之所 以是电化学腐蚀是 由其离子运用作用所决定的 湿腐蚀反应 中例如水银 、 汞等重金属 物质在水溶液 中 ． 经常 以金 属离子 的形式 散 的磷酸盐溶液 中． 在一定时间内就可以在 钢铁 制品的金属表面形成不 步在水溶液 中 ． 与水离子 或钠 离子等离 子相互作用 反应 ． 其化 学腐 蚀 溶于水 的磷酸盐薄膜 磷酸盐的防护膜一般 为暗灰色或黑灰色 ． 其厚 至２ ０ 微米 ．这种磷化膜 与空气 接触发生反应的可能性 的全过程是贯穿于离子间相互作用的基础之上的 干腐蚀则是通常在 度可 以达到 ５ 因而具有较好的耐腐 蚀性 。 当磷化膜用作油漆底层时 ． 磷酸盐的 高温或非水溶液中的腐 蚀现象。与湿腐蚀 相 比． 干腐蚀并不是 基于离 极低 ， 可以较强烈的吸附于油漆 ， 从而实现耐腐蚀性的加强 子形式的内部复杂的电化学腐蚀。 因为干腐蚀的基础是来源于外在条 微孔结构 。 ２ ． ２ ． ２ 金属的氧化处理 件的作用和加条 件作用反应 ， 高温是外 在附加的条件 ． 金属 的干腐 蚀 将钢铁制品加到 Ｎ ａ Ｏ Ｈ和 Ｎ ａ Ｎ Ｏ 的混合液 中． 通过加热条件即可 过程的典型例子可以是真金火炼。 “ 真金不怕火炼” 我们暂不去评析其
正确与否 ，只是暂从 概念上理解干腐蚀 的过程和原理 。高 温锻造 金 、 铁、 铜等金属使 其成为武器或 者其他用 途的物质 ． 是 在特定条件下 发 生的外 力条件作 用的化 学腐蚀 过程 ． 不存 在内部成分之 间以离 子形式 流动交流反应 的电化 学腐蚀
在金属表面即可形成一层蓝色氧化 膜 ． 其厚度约为 ０ ． ５至 １ ． ５ 微米． 以 达到防腐蚀 目的， 此过程叫发蓝处理 ， 简称发蓝 。 氧化处理后 的防护膜 具有较大的弹性和润滑性 ， 而且其膜层不会对零件精度 造成影 响。一