什么是钝化
钝化是指金属表面因一层薄的保护膜而在化学上变得不活泼的状态。铝是活泼金属,但由 4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃ 生成的氧化物会无间隙地覆盖表面并阻止腐蚀;而铁锈会膨胀剥落,因此氧化会持续进行。
浓硝酸
铝、铁和铬在浓硝酸中会发生钝化,因此浓硝酸可以用铝制容器运输。
阳极氧化
在硫酸等电解液中以铝为阳极,可使氧化膜增厚到数微米至数十微米。多孔层可以染色,然后封孔以提高耐腐蚀性。
氧化膜失效的情况
- 氯离子:在海水中引起点蚀。
- 强酸和强碱:Al₂O₃是两性氧化物,可溶于氢氧化钠。
- 镓和汞:液态金属渗入氧化膜下方并削弱晶界(液态金属脆化);汞齐会阻止氧化膜重新形成,使铝迅速氧化。
参考文献
- Vargel, C. (2004). Corrosion of Aluminium. Elsevier.
- Davis, J. R. (Ed.). (1999). Corrosion of Aluminum and Aluminum Alloys. ASM International.
- Greenwood, N. N., & Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann.
- Diggle, J. W., Downie, T. C., & Goulding, C. W. (1969). Anodic oxide films on aluminum. Chemical Reviews, 69(3), 365-405.