三價(jià)鉻鈍化的化學(xué)機(jī)理
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發(fā)布時(shí)間：2024-05-23
三價(jià)鉻鈍化（Chromate passivation using trivalent chromium）是一種用于金屬表面的化學(xué)處理工藝，旨在提高耐腐蝕性能和改善表面外觀。與傳統(tǒng)的六價(jià)鉻鈍化相比，三價(jià)鉻鈍化因其環(huán)境友好性而得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。其化學(xué)機(jī)理主要包括以下幾個(gè)方面：
表面清潔：鈍化處理之前，金屬表面通常需要徹底清潔，以去除油脂、氧化物和其他污染物。這一過(guò)程通常包括酸洗和漂洗步驟。
三價(jià)鉻鹽溶液作用：清潔后的金屬表面會(huì)被浸泡在三價(jià)鉻（Cr3?）鹽溶液中。在常見(jiàn)的三價(jià)鉻鈍化溶液中，三價(jià)鉻通常以Cr?O?形式存在，同時(shí)可能含有其他添加劑如鈷、鑭等稀土元素，以增強(qiáng)鈍化膜的性能。
氧化反應(yīng)：在鈍化過(guò)程中，三價(jià)鉻離子與金屬表面發(fā)生復(fù)雜的氧化還原反應(yīng)。三價(jià)鉻離子在表面可能部分轉(zhuǎn)化為四價(jià)鉻（Cr??）或六價(jià)鉻（Cr??），不過(guò)這些高氧化態(tài)的鉻主要以非常微量形式存在，對(duì)環(huán)境危害較少，主要是三價(jià)鉻形成的化合物起作用。
形成保護(hù)膜：上述反應(yīng)結(jié)果在金屬表面形成一層復(fù)雜的含鉻氧化物和氫氧化物的保護(hù)膜。這層鈍化膜具有良好的穩(wěn)定性和耐腐蝕性，保護(hù)金屬免受環(huán)境中水、氧氣和其他腐蝕性物質(zhì)的侵害。
膜的特性：鈍化膜通常呈現(xiàn)致密的結(jié)構(gòu)，在某些情況下可以表現(xiàn)出自愈合特性。如果膜受到輕微損傷，附近的三價(jià)鉻離子可以重新結(jié)合修復(fù)損傷，從而延長(zhǎng)鈍化效果的持久性。
調(diào)節(jié)膜層厚度和組成：通過(guò)調(diào)整三價(jià)鉻溶液的組成、pH 值、溫度和處理時(shí)間，可以控制鈍化膜的厚度和性質(zhì)，以達(dá)到所需的防腐蝕性能和外觀質(zhì)量。
這種方法在航空、汽車、電氣和建筑等多個(gè)領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用，主要原因包括它相對(duì)環(huán)保以及在嚴(yán)格的環(huán)境法規(guī)下仍然能夠有效的防腐蝕性能。