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探秘锌钢道路护栏表层的钝化原理

编辑:潍坊伟辉金属制品有限公司时间:2021-11-05

  钝化处理是一种转化处理工艺,是锌钢道路护栏表面上的一种处理技术。其工艺原理是将基体金属表面由活化态转变为钝化态,以减缓基体金属的溶解。由此形成的覆盖层可视为基底金属的腐蚀产物和所用钝化处理溶液中离子的还原产物的混合物。实际钝化过程取决于金属表面的电化学反应过程,包括阳极溶解步骤。在这个过程中,金属表面被氧化,伴随的阴极过程减少了钝化溶液中的一些离子。产生的低价离子与金属腐蚀产物一起在表面形成钝化膜。通常来说,钝化密度较大,织构致密,能有益阻挡腐蚀性介质(普通C1)中有害离子的通过。

  金属从主动态转变为被动态是一个极其复杂的过程,至今尚未形成完整的理论。目前比较流行的理论有相形成膜理论和吸附膜理论。

  相膜形成理论认为,在锌钢道路护栏金属溶解过程中,由于钝化溶液中存在化学物质,在表面形成一层致密的固体产物,具有良好的覆盖率。这些反应产物可被视为独立相(相形成膜),以机械方式将金属表面与溶液隔离,防止金属基体与溶液中腐蚀性离子之间的化学反应,并降低金属的溶解速率,即变为不溶纯状态。

  根据吸附膜理论,为了钝化金属,只要在金属表面或部分表面上形成一层氧或含氧颗粒的吸附层。这些颗粒的吸附改变了金属/溶液界面的结构,显著提高了金属反应的氧化能。根据吸附膜理论,金属的钝化是由于金属表面本身反应能力的降低,而不是由于膜的隔离。

  被动吸附过程:

  1.化学理论:认为吸附氧使整个表面的原子活性价键饱和;金属表面上与被吸附原子相关的非活性层,即氧的单分子吸附层形成。

  2.电化学吸附理论:认为锌钢道路护栏金属阳极的溶解过程被电化学阻断,氧吸附层增加了阳极电位,因为原来的金属离子平衡电位将被吸附电位部分取代。因此,总金属电位向前移动,阳极变得稳定。

  共同点;人们认为,在金属表面形成相当薄的薄膜会阻碍金属的溶解;

  不同之处在于对薄膜形成的解释。根据吸附膜理论,二维单层膜的形成导致钝化;根据相形成膜理论,必须至少形成具有多个分子层的三维膜来保护金属。初始形成的吸附膜仅略微降低了金属的溶解速率,整体钝化取决于增厚的相形成膜。

  可以认为,在锌钢道路护栏表层钝化过程中,先形成吸附膜,然后形成相形成膜。膜的生长遵循对数规律,吸附膜的控制因素是电子隧穿效应,成相膜是离子穿过障碍物的运动。钝化的难度主要取决于吸附膜,钝化状态的维持主要取决于相形成膜。