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探秘鋅鋼道路護欄表層的鈍化原理

編輯:濰坊偉輝金屬制品有限公司時間:2021-11-05

  鈍化處理是一種轉化處理工藝,是鋅鋼道路護欄表面上的一種處理技術。其工藝原理是將基體金屬表面由活化態轉變為鈍化態,以減緩基體金屬的溶解。由此形成的覆蓋層可視為基底金屬的腐蝕產物和所用鈍化處理溶液中離子的還原產物的混合物。實際鈍化過程取決于金屬表面的電化學反應過程,包括陽極溶解步驟。在這個過程中,金屬表面被氧化,伴隨的陰極過程減少了鈍化溶液中的一些離子。產生的低價離子與金屬腐蝕產物一起在表面形成鈍化膜。通常來說,鈍化密度較大,織構致密,能有益阻擋腐蝕性介質(普通C1)中有害離子的通過。

  金屬從主動態轉變為被動態是一個極其復雜的過程,至今尚未形成完整的理論。目前比較流行的理論有相形成膜理論和吸附膜理論。

  相膜形成理論認為,在鋅鋼道路護欄金屬溶解過程中,由于鈍化溶液中存在化學物質,在表面形成一層致密的固體產物,具有良好的覆蓋率。這些反應產物可被視為獨立相(相形成膜),以機械方式將金屬表面與溶液隔離,防止金屬基體與溶液中腐蝕性離子之間的化學反應,并降低金屬的溶解速率,即變為不溶純狀態。

  根據吸附膜理論,為了鈍化金屬,只要在金屬表面或部分表面上形成一層氧或含氧顆粒的吸附層。這些顆粒的吸附改變了金屬/溶液界面的結構,顯著提高了金屬反應的氧化能。根據吸附膜理論,金屬的鈍化是由于金屬表面本身反應能力的降低,而不是由于膜的隔離。

  被動吸附過程:

  1.化學理論:認為吸附氧使整個表面的原子活性價鍵飽和;金屬表面上與被吸附原子相關的非活性層,即氧的單分子吸附層形成。

  2.電化學吸附理論:認為鋅鋼道路護欄金屬陽極的溶解過程被電化學阻斷,氧吸附層增加了陽極電位,因為原來的金屬離子平衡電位將被吸附電位部分取代。因此,總金屬電位向前移動,陽極變得穩定。

  共同點;人們認為,在金屬表面形成相當薄的薄膜會阻礙金屬的溶解;

  不同之處在于對薄膜形成的解釋。根據吸附膜理論,二維單層膜的形成導致鈍化;根據相形成膜理論,必須至少形成具有多個分子層的三維膜來保護金屬。初始形成的吸附膜僅略微降低了金屬的溶解速率,整體鈍化取決于增厚的相形成膜。

  可以認為,在鋅鋼道路護欄表層鈍化過程中,先形成吸附膜,然后形成相形成膜。膜的生長遵循對數規律,吸附膜的控制因素是電子隧穿效應,成相膜是離子穿過障礙物的運動。鈍化的難度主要取決于吸附膜,鈍化狀態的維持主要取決于相形成膜。

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