酸洗钝化后形成的保护性氧化膜介绍

一、氧化膜的成分与结构

1. ?主要成分?

   • 钝化膜以金属氧化物为主，不锈钢表面形成以 ?氧化铬（Cr?O?）? 为核心的致密层，部分金属盐（如金属磷酸盐、氟化物）可能嵌入膜中增强稳定性?。
   • 铝及铝合金的钝化膜则通常为 ?氧化铝（Al?O?）?，厚度约几纳米至数十纳米?。

2. ?微观结构特性?

   • 膜层致密且连续，可填补金属表面的微观缺陷（如晶界、划痕），形成均匀覆盖的化学屏障?。
   • 厚度受钝化液成分及工艺影响，不锈钢钝化膜通常为 ?5-20纳米?，部分工艺可达微米级?。

二、氧化膜的功能特性

1. ?耐腐蚀性?

   • 钝化膜通过阻断氧气、水、氯离子等腐蚀介质与金属基体的直接接触，抑制电化学腐蚀反应（如氧化还原、原电池效应）?。
   • 对酸性、碱性及高湿度环境具有显著抗性，例如在海洋环境中可延缓不锈钢的点蚀和缝隙腐蚀?。

2. ?自我修复能力?

   • 当钝化膜局部破损时，在含氧环境中（如水或空气），铬元素可从基体向表面扩散，重新形成氧化铬层，恢复保护功能?。

3. ?物理性能提升?

   • 表面硬度提高，减少机械磨损和划痕；光洁度增强，降低污染物附着概率（如油脂、灰尘）?。

三、钝化膜的形成机制

1. ?化学氧化反应?

   • 金属表面原子（如不锈钢中的Cr、Fe）与钝化液中的强氧化剂（硝酸、铬酸等）反应，生成氧化物层?。
   • 反应式示例：
     2Cr+3HNO3→Cr2O3+3NO↑+3H2O2Cr+3HNO3→Cr2O3+3NO↑+3H2O
     （硝酸环境下不锈钢的钝化反应）?。

2. ?电化学极化作用?

   • 阳极极化（如电化学钝化）通过外加电流加速氧化物沉积，形成更均匀的膜层?。