不锈钢钝化膜形成的条件是什么

1. 不锈钢钝化的原理是什么呢

不锈钢钝化机理主要可用薄膜理论来解释，即认为钝化是由于金属与氧化性介质回作用，作用时在金属表面答生成一种非常薄的、致密的、覆盖性能良好的、能坚固地附在金属表面上的钝化膜。这层膜成独立相存在，通常是氧和金属的化合物。它起着把金属与腐蚀介质完全隔开的作用，防止金属与腐蚀介质直接接触，从而使金属基本停止溶解形成钝态达到防止腐蚀的效果。

2. 影响不锈钢板表面钝化膜的主要因素是什么

不锈钢板的表面清洁度。对于不锈钢合金来说,不锈钢的表面越光滑粗糙度内越低,那么该不锈钢容表面就越难有异物附着上,异物不易附着,那么对不锈钢表面的腐蚀也就降到了最低点,所以不锈钢表面要尽量采用精加工的表面。另外不锈钢板的最后的钝化后的清洗也应该认真进行,这样才能使残余的酸液促进阳极反应,保护膜层的完整性,保证不锈钢板的表面的耐腐蚀性增强。
氯离子,氯离子对不锈钢的危害是极大的,所以,我们在对不锈钢板的表面进行钝化过程中要严格控制钝化液中的氯离子的含量,基于氯离子对不锈钢板的危害性。很多钝化用化学材料对氯离子都有着限量的要求,在配置钝化液用水和清洗用水也对氯离子有着严格的水质要求,来保证钝化成品中不含有氯离子。
不锈钢的内在因素,我们都知道的是不锈钢中镍含量低下,不锈钢的钝化性能就低,所以不锈钢中马氏体含量和铬跟镍的含量对不锈钢板表面的钝化性能影响很大。
不锈钢使用环境中的介质,不锈钢的钝化膜在热力学中是属于受抑制的亚稳态架构,它所发挥的保护作用于所处的环境中的介质有关。但是不论在哪种环境中使用,在使用的过程中,都要对不锈钢板进行定期的清洗来除去不锈钢板表面附着的有害物质。

3. 不锈钢钝化膜主要是什么

不锈钢工件放置于空气中会形成氧化膜，但这种膜的保护性不够完善。通常先要进行彻底清洗，包括碱洗与酸洗，再用氧化剂钝化，才能保证钝化膜的完整性与稳定性。酸洗的目的之一是为钝化处理创造有利条件，保证形成优质的钝化膜。因为通过酸洗使不锈钢表面平均有10μm厚一层表面被腐蚀掉，酸液的化学活性使得缺陷部位的溶解率比表面上其它部位高，因此酸洗可使整个表面趋于均匀平衡，一些原来容易造成腐蚀的隐患被清除掉了。但更重要的是，通过酸洗钝化，使铁与铁的氧化物比铬与铬的氧化物优先溶解，去掉了贫铬层，造成铬在不锈钢表面富集，这种富铬钝化膜的电位可达+1．0V(SCE)，接近贵金属的电位，提高了抗腐蚀的稳定性。不同的钝化处理也会影响膜的成分与结构，从而影响不锈性，如通过电化学改性处理，可使钝化膜具有多层结构，在阻挡层形成CrO3或Cr2O3，或形成玻璃态的氧化膜，使不锈钢能发挥最大的耐蚀性。 北京科大对316L钢钝化膜光电子能谱 (xps)研究为例作简述[1]。不锈钢钝化是表面层由于某种原因溶解与水分子的吸附，在氧化剂的催化作用下，形成氧化物与氢氧化物，并与组成不锈钢的cr、 Ni、Mo元素发生转换反应，最终形成稳定的成相膜，阻止了膜的破坏与腐蚀的发生。其反应历程为： Fe·H20+O*≈[FeOH·O*]ad+H++e [FeOH·O*]ad≈[FeO·O*]ad+H++e [FeO·O*]ad+H2O≈FeOOH+O*十H++e [FeO·O*]ad≈FeO+O* FeOOH+Cr+H2O≈CrOOH+Fe·H20 2FeOOH≈Fe203+H20 2CrOOH≈Cr203+H20 MO+3FeO+3H2O≈MOO3+3Fe·H2O Ni+FeO+2H20≈NiO+Fe·H20 (其中Os表示钝化过程中的催化剂，且在钝化迪陧中浓度不变，ad表示吸附中间体。)[page] 可见，316L钝化膜最表层存在Fe2O3、Fe(OH)3、或γ -FeOOH、Cr203、CrOOH或Cr(OH)3、MO以MOO形式存在，钝化膜主要成分为CrO3、FeO与NiO。

4. 不锈钢的钝化膜的主要成分是什么

不锈钢工件放置于空气中会形成氧化膜，但这种膜的保护性不够完善。通常先要进行彻底清洗，包括碱洗与酸洗，再用氧化剂钝化，才能保证钝化膜的完整性与稳定性。酸洗的目的之一是为钝化处理创造有利条件，保证形成优质的钝化膜。因为通过酸洗使不锈钢表面平均有10μm厚一层表面被腐蚀掉，酸液的化学活性使得缺陷部位的溶解率比表面上其它部位高，因此酸洗可使整个表面趋于均匀平衡，一些原来容易造成腐蚀的隐患被清除掉了。但更重要的是，通过酸洗钝化，使铁与铁的氧化物比铬与铬的氧化物优先溶解，去掉了贫铬层，造成铬在不锈钢表面富集，这种富铬钝化膜的电位可达+1．0v(sce)，接近贵金属的电位，提高了抗腐蚀的稳定性。不同的钝化处理也会影响膜的成分与结构，从而影响不锈性，如通过电化学改性处理，可使钝化膜具有多层结构，在阻挡层形成cro3或cr2o3，或形成玻璃态的氧化膜，使不锈钢能发挥最大的耐蚀性。
北京科大对316l钢钝化膜光电子能谱
(xps)研究为例作简述[1]。不锈钢钝化是表面层由于某种原因溶解与水分子的吸附，在氧化剂的催化作用下，形成氧化物与氢氧化物，并与组成不锈钢的cr、
ni、mo元素发生转换反应，最终形成稳定的成相膜，阻止了膜的破坏与腐蚀的发生。其反应历程为：
fe·h20+o*≈[feoh·o*]ad+h++e
[feoh·o*]ad≈[feo·o*]ad+h++e
[feo·o*]ad+h2o≈feooh+o*十h++e
[feo·o*]ad≈feo+o*
feooh+cr+h2o≈crooh+fe·h20
2feooh≈fe203+h20
2crooh≈cr203+h20
mo+3feo+3h2o≈moo3+3fe·h2o
ni+feo+2h20≈nio+fe·h20
(其中os表示钝化过程中的催化剂，且在钝化迪陧中浓度不变，ad表示吸附中间体。)[page]
可见，316l钝化膜最表层存在fe2o3、fe(oh)3、或γ
-feooh、cr203、crooh或cr(oh)3、mo以moo形式存在，钝化膜主要成分为cro3、feo与nio。

5. 不锈钢钝化是什么工艺

不锈钢钝化的大致复工艺过制程为：

1. 碱液清洗材料去除污染物（油污，杂质等）；

2. 水冲洗；

3. 酸浸泡池去除铁离子或硫化物，形成钝化层；

4. 水冲洗；

5. 干燥；

6. 测试样品。

不锈钢具有天然的耐腐蚀性能，这可能意味着它们的钝化是不必要的，但不锈钢并非完全不受腐蚀。不锈钢的抗腐蚀性能主要来源于铬的组成成分。．铬接触空气（氧），在不锈钢表面形成一层很薄的氧化铬薄膜。材料中的铬使不锈钢具有耐腐蚀性能是因为氧化铬（是不锈钢中的铬可以被空气钝化形成的）。

在理想的条件下，纯净的，清洁的不锈钢暴露在大气中与氧气接触，形成一个氧化铬薄层，这个薄层可以保护不锈钢不被腐蚀。 在现实普通情况下，制造环境中的杂质，不锈钢中加入硫化物等来提高机械加工性能，或则加工过程产生的铁颗粒可能粘附在不锈钢部件的表面，这些都可能破坏不锈钢表面氧化铬薄层的形成，因此，不锈钢表面的这些污染物需要移除。这些去除污染物和形成氧化层的过程叫做钝化。

钝化是一种非电解过程，通常使用硝酸或柠檬酸，从表面除去游离铁，形成惰性、保护性的氧化层，进而使不锈钢因缺乏铁与大气反应而变得更耐锈。

6. 解释一下金属钝化, 并说明其产生的条件

我们知道，铁、铝在稀HNO3或稀H2SO4中能很快溶解，但在浓HNO3或浓H2SO4中溶解现象几乎完全停止了，碳钢通常很容易生锈，若在钢中加入适量的Ni、Cr，就成为不锈钢了。金属或合金受一些因素影响，化学稳定性明显增强的现象，称为钝化。由某些钝化剂（化学药品）所引起的金属钝化现象，称为化学钝化。如浓HNO3、浓H2SO4、HClO3、K2Cr2O7、KMnO4等氧化剂都可使金属钝化。金属钝化后，其电极电势向正方向移动，使其失去了原有的特性，如钝化了的铁在铜盐中不能将铜置换出。此外，用电化学方法也可使金属钝化，如将Fe置于H2SO4溶液中作为阳极，用外加电流使阳极极化，采用一定仪器使铁电位升高一定程度，Fe就钝化了。由阳极极化引起的金属钝化现象，叫阳极钝化或电化学钝化。
金属处于钝化状态能保护金属防止腐蚀，但有时为了保证金属能正常参与反应而溶解，又必须防止钝化，如电镀和化学电源等。
金属是如何钝化的呢？其钝化机理是怎样的？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。
金属表面的钝化膜是什么结构，是独立相膜还是吸附性膜呢？目前主要有两种学说，即成相膜理论和吸附理论。成相膜理论认为，当金属溶解时，处在钝化条件下，在表面生成紧密的、覆盖性良好的固态物质，这种物质形成独立的相，称为钝化膜或称成相膜，此膜将金属表面和溶液机械地隔离开，使金属的溶解速度大大降低，而呈钝态。实验证据是在某些钝化的金属表面上，可看到成相膜的存在，并能测其厚度和组成。如采用某种能够溶解金属而与氧化膜不起作用的试剂，小心地溶解除去膜下的金属，就可分离出能看见的钝化膜，钝化膜是怎样形
成的？当金属阳极溶解时，其周围附近的溶液层成分发生了变化。一方面，溶解下来的金属离子因扩散速度不够快（溶解速度快）而有所积累。另一方面，界面层中的氢离子也要向阴极迁移，溶液中的负离子（包括OH-）向阳极迁移。结果，阳极附近有OH-离子和其他负离子富集。随着电解反应的延续，处于紧邻阳极界
面的溶液层中，电解质浓度有可能发展到饱和或过饱和状态。于是，溶度积较小的金属氢氧化物或某种盐类就要沉积在金属表面并形成一层不溶性膜，这膜往往很疏松，它还不足以直接导致金属的钝化，而只能阻碍金属的溶解，但电极表面被它覆盖了，溶液和金属的接触面积大为缩小。于是，就要增大电极的电流密度，电极的电位会变得更正。这就有可能引起OH-离子在电极上放电，其产物（如OH）又和电极表面上的金属原子反应而生成钝化膜。分析得知大多数钝化膜由金属氧化物组成（如铁之Fe2O3），但少数也有由氢氧化物、铬酸盐、磷酸盐、硅酸盐及难溶硫酸盐和氯化物等组成。
吸附理论认为，金属表面并不需要形成固态产物膜才钝化，而只要表面或部分表面形成一层氧或含氧粒子（如O2-或OH-）的吸附层也就足以引起钝化了。这吸附层虽只有单分子层厚薄，但由于氧在金属表面上的吸附，改变了金属与溶液的界面结构，使电极反应的活化能升高，金属表面反应能力下降而钝化。此理论主要实验依据是测量界面电容和使某些金属钝化所需电量。实验结果表明，不需形成成相膜也可使一些金属钝化。
两种钝化理论都能较好地解释部分实验事实，但又都有成功和不足之处。金属钝化膜确具有成相膜结构，但同时也存在着单分子层的吸附性膜。目前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。

7. 不锈钢为什么还要做钝化处理什么是钝化处理

不锈钢之所以要做钝化处理，是因为不是并不是不锈钢就不会生锈，只不过生锈比其他钢种生锈缓慢而已，不锈钢之所以能够防锈，是因为里面添加了铬，镍等金属因此防锈能力比较好。

但是不锈钢在一些的环境下，比如沿海边，或者潮湿的仓库，或者室外下酸雨的地方，或者煤矿，或者接触其他一些酸碱药剂等产品，也会随着时间的推移慢慢腐蚀生锈，这个时候就说明了不锈钢并不代表不会生锈。

因此不锈钢需要做钝化处理，在原有的防锈基础上在做一道钝化防护膜层，采用钝化液处理后的不锈钢件能够在原有防锈的基础上提高3－8年时间，大大减少了不锈钢生锈的概率。

化学清洗中最后一个工艺步骤，是关键一步，其目的是为了材料的防腐蚀。如锅炉经酸洗、水冲洗、漂洗后，金属表面很清洁，非常活化，很容易遭受腐蚀，所以必须立即进行钝化处理，使清洗后的金属表面生成保护膜，减缓腐蚀。

(7)不锈钢钝化膜形成的条件是什么扩展阅读

金属经氧化性介质处理后，其腐蚀速度比原来未处理前有显著下降的现象称金属的钝化。其钝化机理主要可用薄膜理论来解释，即认为钝化是由于金属与氧化性介质作用，作用时在金属表面生成一种非常薄的、致密的、覆盖性能良好的、能坚固地附在金属表面上的钝化膜。

这层膜成独立相存在，通常是氧和金属的化合物。它起着把金属与腐蚀介质完全隔开的作用，防止金属与腐蚀介质直接接触，从而使金属基本停止溶解形成钝态达到防止腐蚀的效果。