钝化的定义和机理
钝化处理
铝及铝合金表面钝化处理一.钝化的意义及机理简介一般来说，易离子化的金属容易氧化，即容易腐蚀，而事实上并非完全如此，有些金属如铝、镁、铬等虽然易离子化，但由于它们在大气或水中容易生成一层腐蚀产物的薄膜，从而却提高了耐蚀性。
通过化学或电化学方法使金属表面状态发生变化，使其溶解速度急剧下降，使耐蚀性提高，此种工艺过程称为钝化。
钝化往往伴随阳极电位突然升高，从而使阳极反应难以进行，使金属腐蚀速度减慢或停止。
由于钝化能显著提高金属的耐蚀性，故在机械、电子、仪器、日用品、军工器械等领域广泛应用。
关于钝化机理目前存在多种理论，主要有两种，一种是薄膜理论，另一种是吸附理论。
薄膜理论认为，在钝化过程中，金属表面生成一层氧化膜。
正是由于这一层膜的存在，将基体金属与腐蚀介质分开，达到保护基体金属，使其不被继续受腐蚀。
吸附理论认为，在钝化过程中，金属表面形成一层吸附层，主要是氧的吸附层。
正是由于这一吸附层的存在，使金属耐蚀性提高。
但是上述这两种理论均不能完全解释全部钝化现象，有待进一步完善。
二.表面钝化处理方法铝及铝合金工件，无论是化学氧化法或阳极氧化法制取的氧化膜都是多孔的，易受污染，耐蚀性不高。
例如，铝及铝合金阳极氧化膜是一种具有蜂窝状结构的多于L膜，其微孔数量达4～77×109个/cm2，比表面积非常高。
因此，使得氧化膜的表面具有极高的化学活性，空气中或者使用环境中的腐蚀介质或污染物极易被吸附到膜孔内，所以未经封闭处理的铝合金阳极氧化膜耐蚀性和抗污染能力均不高。
即使氧化膜在染色后也应进行钝化或封闭处理，以提高其耐蚀性。
1.化学氧化后钝化处理铝及铝合金工件化学氧化后钝化处理的工艺条件及钝化液配方。
2.阳极氧化后钝化处理铝及铝合金工件阳极氧化后钝化处理的工艺条件及钝化液配方。
3.氧化膜的封闭处理氧化膜的封闭实际上就是封闭氧化膜的微孔，孔处理。
铝及铝合金阳极氧化膜的封闭方法很多，如下：降低其表面活性，因此也称为封主要可分为以下几种方法，分述如下：(1)水合封闭法水合封闭的基本原理是氧化膜和孔壁的A1203在较高温度的热水或水蒸气中发生水合反应，生成水合氧化铝(A1203·H20)，使氧化膜体积膨胀，其体积将增大约33％以上。
清洗,缓蚀,钝化的基本原理与应用
清洗,缓蚀,钝化的基本原理与应用
清洗、缓蚀和钝化是材料处理领域中常见的工艺，它们的基本
原理和应用如下：
清洗，清洗是指利用物理或化学手段去除材料表面的污垢、油脂、氧化物或其他杂质的过程。
清洗的基本原理是通过表面活性剂、溶剂或者化学反应来分解、溶解或者分离污垢，使其从材料表面脱落。
清洗的应用包括但不限于金属加工、电子制造、汽车维护等领域，以确保材料表面的清洁度和可靠性。
缓蚀，缓蚀是指通过添加特定化学物质或涂层来减缓金属腐蚀
的过程。
缓蚀的基本原理是利用缓蚀剂形成一层保护膜，阻断金属
与腐蚀介质的接触，从而减缓或阻止腐蚀的发生。
缓蚀的应用广泛，包括海洋工程、油田开发、金属加工等领域，以延长金属材料的使
用寿命。
钝化，钝化是指通过化学处理使金属表面形成一层致密的氧化膜，阻断金属与外界介质的接触，从而减缓或阻止金属的进一步氧
化腐蚀。
钝化的基本原理是利用化学物质使金属表面发生氧化反应，形成一层致密的氧化膜。
钝化的应用包括但不限于不锈钢制品、航
空航天设备、化工设备等领域，以提高金属材料的耐腐蚀性能。
总的来说，清洗、缓蚀和钝化是材料处理中常用的手段，它们的应用可以有效地保护材料表面，延长材料的使用寿命，确保设备的安全可靠运行。
金属钝化原理
金属钝化原理金属钝化原理与应用机械与汽车工程学院材料成型及控制工程金属钝化原理及应用（材料成型及控制工程）摘要：金属经氧化性介质处理后，其腐蚀速度比原来未处理前有显著下降的现象称金属的钝化。
其钝化机理主要可用薄膜理论来解释，即认为钝化是由于金属与氧化性介质作用，作用时在金属表面生成一种非常薄的、致密的、覆盖性能良好的、能坚固地附在金属表面上的钝化膜。
这层膜成独立相存在，通常是氧和金属的化合物。
它起着把金属与腐蚀介质完全隔开的作用，防止金属与腐蚀介质直接接触，从而使金属基本停止溶解形成钝态达到防止腐蚀的效果。
关键词：表面处理、钝化、铬酸盐、酸洗钝化一、概述钝化现象早在十八世纪30年代即被发现，自此得到了广泛的研究。
钝化现象——通常，电极电位愈正，金属溶解速度愈大。
而实际中，常有电位超过一定数值后，电流突然减少，这种现象成为钝化现象。
金属在介质中具有极低的溶解速度的性质称为“钝性”。
金属在介质中强烈溶解的性质叫做“活性”。
活态向钝态的转变叫做钝化，能够使金属发生钝化的物质被称为钝化剂。
钝化现象发生通常与氧化介质有关。
有时在非氧化性介质中也可以发生钝化，如镁在氢氟酸中、钼和铌在盐酸中、汞和银在氯离子作用下等。
金属钝化的定义：在一定条件下，当金属的电位由于外加阳极电流或局部阳极电流而移向正方向时，原来活泼地溶解着的金属表面状态会发生某种突变，同时金属的溶解速度急速下降，这种表面状态的突变过程叫做钝化[1]。
金属钝化的两个必要标志：腐蚀速度大幅度下降、电位强烈正移。
金属钝化的特征[2]：①金属的电极电位朝正值方向移动；②腐蚀速度明显降低；③钝化只发生在金属表面；④金属钝化以后，即使外界条件改变了，也可能在相当程度上保持钝态。
钝化的分类化学钝化：金属与钝化剂自然作用产生（如：Cr，Al，Ti等金属在含氧溶液中）又称自钝化。
电化学钝化（阳极钝化）：外电流使金属阳极钝化，使其溶解速度大幅降低，并且能够保持高度的稳定性。
金属钝化原理
金属钝化原理与应用机械与汽车工程学院材料成型及控制工程金属钝化原理及应用（材料成型及控制工程）摘要：金属经氧化性介质处理后，其腐蚀速度比原来未处理前有显着下降的现象称金属的钝化。
其钝化机理主要可用薄膜理论来解释，即认为钝化是由于金属与氧化性介质作用，作用时在金属表面生成一种非常薄的、致密的、覆盖性能良好的、能坚固地附在金属表面上的钝化膜。
这层膜成独立相存在，通常是氧和金属的化合物。
它起着把金属与腐蚀介质完全隔开的作用，防止金属与腐蚀介质直接接触，从而使金属基本停止溶解形成钝态达到防止腐蚀的效果。
关键词：表面处理、钝化、铬酸盐、酸洗钝化一、概述钝化现象早在十八世纪30年代即被发现，自此得到了广泛的研究。
钝化现象——通常，电极电位愈正，金属溶解速度愈大。
而实际中，常有电位超过一定数值后，电流突然减少，这种现象成为钝化现象。
金属在介质中具有极低的溶解速度的性质称为“钝性”。
金属在介质中强烈溶解的性质叫做“活性”。
活态向钝态的转变叫做钝化，能够使金属发生钝化的物质被称为钝化剂。
钝化现象发生通常与氧化介质有关。
有时在非氧化性介质中也可以发生钝化，如镁在氢氟酸中、钼和铌在盐酸中、汞和银在氯离子作用下等。
金属钝化的定义：在一定条件下，当金属的电位由于外加阳极电流或局部阳极电流而移向正方向时，原来活泼地溶解着的金属表面状态会发生某种突变，同时金属的溶解速度急速下降，这种表面状态的突变过程叫做钝化[1]。
金属钝化的两个必要标志：腐蚀速度大幅度下降、电位强烈正移。
金属钝化的特征[2]：①金属的电极电位朝正值方向移动；②腐蚀速度明显降低；③钝化只发生在金属表面；④金属钝化以后，即使外界条件改变了，也可能在相当程度上保持钝态。
钝化的分类化学钝化：金属与钝化剂自然作用产生（如：Cr，Al，Ti等金属在含氧溶液中）又称自钝化。
电化学钝化（阳极钝化）：外电流使金属阳极钝化，使其溶解速度大幅降低，并且能够保持高度的稳定性。
阳极钝化和化学钝化的实质是一样的。
金属的钝化——精选推荐
钝化钝化的定义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。
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，叫钝化。
金属由于介质的作用生成的腐蚀产物如果具有致密的结构，形成了一层薄膜（往往是看不见的），紧密覆盖在金属的表面，则改变了金属的表面状态，使金属的电极电位大大向正方向跃变，而成为耐蚀的钝态。
如Fe→Fe＋＋时标准电位为－0.44V，钝化后跃变到＋0.5～1V，而显示出耐腐蚀的贵金属性能，这层薄膜就叫钝化膜。
金属的钝化也可能是自发的过程(如在金属的表面生成一层难溶解的化合物，即氧化物膜)。
在工业上是用钝化剂(主要是氧化剂)对金属进行钝化处理，形成一层保护膜。
钝化的机理我们知道，铁、铝在稀HN O3或稀H2SO4中能很快溶解，但在浓H NO3或浓H2SO4中溶解现象几乎完全停止了，碳钢通常很容易生锈，若在钢中加入适量的Ni、Cr，就成为不锈钢了。
金属或合金受一些因素影响，化学稳定性明显增强的现象，称为钝化。
由某些钝化剂（化学药品）所引起的金属钝化现象，称为化学钝化。
如浓H NO3、浓H2SO4、HClO3、K2C r2O7、KMnO4等氧化剂都可使金属钝化。
金属钝化后，其电极电势向正方向移动，使其失去了原有的特性，如钝化了的铁在铜盐中不能将铜置换出。
此外，用电化学方法也可使金属钝化，如将Fe置于H2S O4溶液中作为阳极，用外加电流使阳极极化，采用一定仪器使铁电位升高一定程度，Fe就钝化了。
由阳极极化引起的金属钝化现象，叫阳极钝化或电化学钝化。
金属处于钝化状态能保护金属防止腐蚀，但有时为了保证金属能正常参与反应而溶解，又必须防止钝化，如电镀和化学电源等。
金属的钝化
1.2钝化过程 Process of Passivation
硝酸清洗通常被指称为钝化，意味着在此过程中金属表面形成了一层保护性的惰性薄膜。实际上，酸处理主要是去除影响在不锈钢表面形成惰性氧化薄膜的污物，同时也有助于加快氧化过程。清洗要钝化的船舱以至水白(Water white)的程度。用约15%的硝酸溶液（10-20%）清洗整个船舱表面。切记将酸加入水中，而不是将水加入酸中，以将混合产生的热量减到最小。为了保证得到15%的溶液浓度，测出水流装满200升圆桶的时间，以计算淡水供应的流速。应用这一流速向船舱内注入所要求量的水。建议使用足量的溶液以使得钝化过程中泵吸不间断。用不锈钢质的泵将要求量的酸加入船舱内，并由适当的HOSE直接导入船舱里的水中。如果要钝化大量船舱，建议在第一个船舱内配制溶液然后逐个船舱传输。注意在传输过程中会产生溶液损失，因此溶液可能需要中途加注。钝化大量船舱时，应监控溶液的质量，通过测量溶液的pH值和观测溶液的颜色来控制溶液的浓度和污物。用盲板适配器，将规定数量的洗舱管和机器联接起来。（应用尽可能多的洗舱机）洗舱口应盖住以免溶液流出到低碳钢甲板上。不锈钢管鞍套可以很好地盖住这些开口。应不断让水流过甲板，以便稀释偶尔流到甲板上的酸。
2.2钝化步骤 Process of Passivation：将蒸汽喷射器装进船舱内，可装在梯子上，也可装在位于中央的洗舱口处。开始向船舱内加入蒸汽，加汽短时间之后，打开装在酸容器上的吸入球阀。调整球阀，使得硝酸缓慢地、均匀地和连续不断地加入到蒸汽中，持续一段至少为30分钟的时间。这一点很重要，否则，硝酸将不会形成雾状融入蒸汽中。如果硝酸的小滴太大，它们将直接掉到船舱底部而不产生效果。当有适量的硝酸注入船舱（4升/100立方米）时，停止注入蒸汽，并关闭船舱保持3-4小时。这段时间过后，以淡水清洗船舱约一小时。在停止冲洗过程之前应检查冲洗后的水其pH值是否达到可接受的水平（6-7）。对船舱进行目测，并测量隐蔽区域表面的pH值。如果手头有钝化仪，也一并使用。报告：向相应船队提交一份钝化处理的报告。如定期使用蒸汽法进行钝化处理，将会产生令人满意的效果。然而，如果船舱的状况已严重恶化，则强烈推荐使用循环方法进行处理。应当认识到，每艘船和每种情况都有所不同。所以，建议负责人根据自己所处的特殊情况评估这些步骤，并且依照自己的最佳判断进行处理。
钛盐钝化机理-概述说明以及解释
钛盐钝化机理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述钛盐钝化是一种重要的表面处理技术，可以有效提高金属材料的抗腐蚀性能和耐久性。
通过在金属表面形成一层钝化膜，可以保护金属不受氧化、腐蚀等环境因素的侵蚀，延长金属材料的使用寿命。
钛盐钝化的机理复杂而精细，涉及到表面化学反应、电化学过程等多方面因素。
本文将探讨钛盐钝化的定义、机理和应用领域，希望能够对该技术有一个更深入的了解。
1.2文章结构文章结构部分将主要包括以下内容：1. 引言部分- 在这一部分中，将介绍钛盐钝化的基本概念和背景，说明为什么研究钛盐钝化机理是重要的，以及本文所探讨的问题和目的。
2. 正文部分- 将深入探讨钛盐钝化的定义和意义，介绍钛盐钝化的机理以及不同的研究方法和技术，探究其在各个领域的应用及前景。
3. 结论部分- 总结钛盐钝化的重要性，概括本文所得到的研究结果和结论，展望未来钛盐钝化研究的发展方向，并给出结语。
通过以上结构安排，读者可以清晰地了解本文的主要内容和结构，帮助他们更好地理解钛盐钝化机理这一复杂的主题。
1.3 目的钛盐钝化作为一种重要的表面处理技术，在工业生产和科研领域具有广泛的应用。
本文旨在深入探讨钛盐钝化的机理和应用领域，希望通过对其进行全面分析，揭示其在材料科学中的重要性和潜在的应用前景。
同时，通过对钛盐钝化的研究展望，为相关领域的科研人员提供参考和启示，推动该技术在实际生产中的应用，并为材料表面处理技术的发展做出贡献。
本文旨在为读者提供全面的信息和深刻的见解，使他们对钛盐钝化有更清晰的认识，并进一步促进该领域的研究和发展。
2.正文2.1 钛盐钝化的定义和意义：钛盐钝化是指通过特定方式处理钛盐，使其表面形成一层均匀稳定的钝化层，以提高其耐腐蚀性能和延长使用寿命的过程。
钛盐钝化的主要目的是降低钛盐表面的活性度，减少其与外界环境中的氧气、水等物质接触，从而减少腐蚀的发生。
钛盐钝化的意义在于：首先，钛盐钝化能够提高钛盐的抗腐蚀性能，使其更加稳定和耐用。
第5章金属的钝化
• (3)金属自钝化时氧化剂的浓度不能太高，否则钝化膜被破
坏，发生“过钝化”现象。
自钝化必须满足的两个条件：
• (1).氧化剂的平衡电极电位Ee,c要大于该金属的阳极维钝电
位Ep，即
Ee,c> Ep
• (2).氧化剂还原反应的阴极极限扩散电流密度iL，必须大于 金属的致钝电流密度ipp，即 iL>ipp
曲线 III - 中等强度氧化剂，交点e 处于稳定钝化区。可发生强烈的再 钝化。如Fe在浓硝酸/不锈钢在酸；
钝化金属在氧化能力不同介质中的钝化行为
曲线 IV -很强氧化剂，交点f，金属可 发生严重腐蚀溶解。如不锈钢在发烟 的浓HNO3。
结论：
• (1)不是所有的氧化剂都是钝化剂，只有满足自钝化两个条 件的氧化剂才可以做钝化剂。 • (2)用氧化剂使金属自钝化时所用氧化剂的浓度必须超过某 一临界浓度值，若氧化剂的浓度低于“临界钝化浓度”， 不但不能使金属发生钝化，反而加速金属的自溶解。
钝化金属的阳极极化曲线
• C点：维钝电流密度ip 和维钝电位Ep。
• ip对应于金属钝化后的腐 蚀速度。
• ip 愈小，说明钝化膜的保 护性能愈好。
钝化金属的阳极极化曲线
• 4个区之四
D~E区：过钝化区(transpassive region) 钝化膜遭到破坏，腐蚀又重新加 剧，这种现象称为过钝化。
5.1.2 钝化体系的极化曲线
• 钝化的几个重要参数
• （、 DE
• 4个点：A、B、C、D
钝化金属的阳极极化曲线
4个区之一：
(1). A~B区 • Ecorr至Epp为金属的活化区(active region)。 对铁来说，Fe → Fe2+ + 2e
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] 钝化的定义
[编辑本段] 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，叫钝化。
金属由于介质的作用生成的腐蚀产物如果具有致密的结构，形成了一层薄膜（往往是看不见的），紧密覆盖在金属的表面，则改变了金属的表面状态，使金属的电极电位大大向正方向跃变，而成为耐蚀的钝态。
如Fe→Fe＋＋时标准电位为－0.44V，钝化后跃变到＋0.5～1V，而显示出耐腐蚀的贵金属性能，这层薄膜就叫钝化膜。
钝化的机理
[] 我们知道，铁、铝在稀HNO3或稀H2SO4中能很快溶解，但在浓HNO3或浓H2SO4中溶解现象几乎完全停止了，碳钢通常很容易生锈，若在钢中加入适量的Ni、Cr，就成为不锈钢了。
金属或合金受一些因素影响，化学稳定性明显增强的现象，称为钝化。
由某些钝化剂（化学药品）所引起的金属钝化现象，称为化学钝化。
如浓HNO3、浓H2SO4、HClO3、K2Cr2O7、KMnO4等氧化剂都可使金属钝化。
金属钝化后，其电极电势向正方向移动，使其失去了原有的特性，如钝化了的铁在铜盐中不能将铜置换出。
此外，用电化学方法也可使金属钝化，如将Fe置于H2SO4溶液中作为阳极，用外加电流使阳极极化，采用一定仪器使铁电位升高一定程度，Fe就钝化了。
由阳极极化引起的金属钝化现象，叫阳极钝化或电化学钝化。
金属处于钝化状态能保护金属防止腐蚀，但有时为了保证金属能正常参与反应而溶解，又必须防止钝化，如电镀和化学电源等。
金属是如何钝化的呢？其钝化机理是怎样的？首先要清楚，钝化现象是金属相和溶液相所引起的，还是由界面现象所引起的。
有人曾研究过机械性刮磨对处在钝化状态的金属的影响。
实验表明，测量时不断刮磨金属表面，则金属的电势剧烈向负方向移动，也就是修整金属表面可引起处在钝态金属的活化。
即证明钝化现象是一种界面现象。
它是在一定条件下，金属与介质相互接触的界面上发生变化的。
电化学钝化是阳极极化时，金属的电位发生变化而在电极表面上形成金属氧化物或盐类。
这些物质紧密地覆盖在金属表面上成为钝化膜而导致金属钝化，化学钝化则是像浓HNO3等氧化剂直接对金属的作用而在表面形成氧化膜，或加入易钝化的金属如Cr、Ni等而引起的。
化学钝化时，加入的氧化剂浓度还不应小于某一临界值，不然不但不会导致钝态，反将引起金属更快的溶解。
金属表面的钝化膜是什么结构？是独立相膜还是吸附性膜呢？
目前主要有两种学说，即成相膜理论和吸附理论。
成相膜理论认为:
当金属溶解时，处在钝化条件下，在表面生成紧密的、复盖性良好的固态物质，这种物质形成独立的相，称为钝化膜或称成相膜，此膜将金属表面和溶液机械地隔离开，使金属的
溶解速度大大降低，而呈钝态。
实验证据是在某些钝化的金属表面上，可看到成相膜的存在，并能测其厚度和组成。
如采用某种能够溶解金属而与氧化膜不起作用的试剂，小心地溶解除去膜下的金属，就可分离出能看见的钝化膜，钝化膜是怎样形成的？当金属阳极溶解时，其周围附近的溶液层成分发生了变化。
一方面，溶解下来的金属离子因扩散速度不够快（溶解速度快）而有所积累。
另一方面，界面层中的氢离子也要向阴极迁移，溶液中的负离子（包括OH-）向阳极迁移。
结果，阳极附近有OH-离子和其他负离子富集。
随着电解反应的延续，处于紧邻阳极界面的溶液层中，电解质浓度有可能发展到饱和或过饱和状态。
于是，溶度积较小的金属氢氧化物或某种盐类就要沉积在金属表面并形成一层不溶性膜，这膜往往很疏松，它还不足以直接导致金属的钝化，而只能阻碍金属的溶解，但电极表面被它覆盖了，溶液和金属的接触面积大为缩小。
于是，就要增大电极的电流密度，电极的电位会变得更正。
这就有可能引起OH-离子在电极上放电，其产物（如OH）又和电极表面上的金属原子反应而生成钝化膜。
分析得知大多数钝化膜由金属氧化物组成（如铁之Fe2O3），但少数也有由氢氧化物、铬酸盐、磷酸盐、硅酸盐及难溶硫酸盐和氯化物等组成。
吸附理论认为:
金属表面并不需要形成固态产物膜才钝化，而只要表面或部分表面形成一层氧或含氧粒子（如O2-或OH-）的吸附层也就足以引起钝化了。
这吸附层虽只有单分子层厚薄，但由于氧在金属表面上的吸附，改变了金属与溶液的界面结构，使电极反应的活化能升高，金属表面反应能力下降而钝化。
此理论主要实验依据是测量界面电容和使某些金属钝化所需电量。
实验结果表明，不需形成成相膜也可使一些金属钝化。
两种钝化理论都能较好地解释部分实验事实，但又都有成功和不足之处。
金属钝化膜确具有成相膜结构，但同时也存在着单分子层的吸附性膜。
目前尚不清楚在什么条件下形成成相膜，在什么条件下形成吸附膜。
两种理论相互结合还缺乏直接的实验证据，因而钝化理论还有待深入地研究。