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请教钝化,氧化的问题

老师好!想请教铝铁钝化(化学钝化,电化学钝化)生成什么样的氧化物?铝铁氧化(化学氧化,阳极氧化)生成什么样的氧化物?几种不同的工艺生成的氧化物一样么?铝在经浓硝酸钝化后,怎样去除表面钝化膜?放入碱中行不?请指点,谢谢!

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2007-05-06

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    钝化现象 如果在室温时试验铁片在硝酸中的反应速率以及与硝酸浓度的关系,我们将会发现铁的反应速率最初是随硝酸浓度的增大而增大。当增大到一定程度时,它的反应速率减小,继续增大硝酸的浓度时,它的反应速率更小,最后不再起反应,即铁变得“稳定”了,或者像一般所说的,铁发生“钝化”了。
     不仅铁,其他一些金属也可以发生钝化。例如,Cr、Ni、Co、Mo、Al、Ta、Nb和W等,其中最容易钝化的金属是Cr、Mo、Al、Ni、 Fe。 不仅硝酸,其他强氧化剂如浓硫酸、氯酸、碘酸、重铬酸钾、高锰酸钾等,都可以引起金属的钝化。
   在个别情况下,少数金属能在非氧化剂介质中钝化。  例如,镁在中HF钝化,钼和铌在HCl中钝化。 一般地说,钝化后的金属,在改变外界钝化条件后,仍能在相当程度上保持钝化状态。
  例如,铁在弄硝酸中钝化后,不仅在硝酸中保持稳定,而且在水、水蒸气及其他介质中也能保持稳定。钝化后的铁不能从硝酸铜溶液中置换出铜。   有许多因素能破坏钝化状态,或者阻止金属钝化态的生成。
  将溶液加热或加入活性离子,如Cl-、Br-、I-等和还原性气体如氢(特别是在加热时)都能使钝态金属活性化。 使金属钝化的方法,除了把金属浸在浓酸里使它钝化外,还可以把金属作为电极(阳极),通过电流使它发生氧化。
    当电流密度增大到一定程度时,金属就能被钝化。 钝化原理 现在大都认为,金属的钝化是由于金属和介质作用,生成一层极薄的肉眼看不见的保护膜的结果。这层薄膜通常是氧和金属的化合物。
  例如,在有些情况下,铁氧化后生成结构复杂的氧化物,其组成为Fe8O11。钝化后的铁跟没有钝化的铁有不同的光电反射能力。  经过测定,铁在浓硝酸中的金属氧化膜的厚度为3nm-4nm。
  这种薄膜将金属表面和介质完全隔绝,从而使金属变得稳定。 钝化的实际应用 钝化能使金属变得稳定。从本质上讲,这是由于金属表面上覆盖了一层氧化膜,因而提高了金属的抗蚀性能。 为了提高金属的防护性能,可采用化学方法或电化学方法,使金属表面覆盖一层人工氧化膜。
    这种方法就是通常说的氧化处理或发蓝。它在机械制造、仪器制造、武器、飞机及各种金属日用品中,作为一种防护装饰性覆盖层而广泛地被采用。 铁、铝在浓硝酸中钝化分别生成Fe8O11和Al2O3。
   铁在浓硝酸中氧化首先生成二价铁,如浓硝酸过量,再生成三价铁;铝则被氧化为三价铝。     几种不同的工艺生成的氧化物理论上因生成环境不同而不同。 铝在经浓硝酸钝化后,如需与硫酸铜等反应,只需用小刀在覆盖有氧化膜的铝片表面刮几下即可;当然要除去氧化膜,也可加NaOH溶液(微热),不加热效果不明显;除此之外,加稀酸或加浓酸(加热)也能除去氧化膜。
   参考人民教育出版社网站有关资料 。

2007-05-02

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    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。      目前主要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。一般认为是复杂氧化物。 几种不同的工艺生成的氧化物不一样,结构有差异。 铝在经浓硝酸钝化后,怎样去除表面钝化膜?放入碱中不行,要在浓酸中加热。
     他说的氧化铁其实就是指铁的氧化物。 。

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