個人認識:鋼鐵材料的氧化-發黑發藍處理

我們都知道鋼鐵材料在空氣中容易生鏽,被腐蝕,鋁材料則不容易被腐蝕。在元素週期表中其實鋁比鐵要活潑,更容易被氧化,也是因為這個原因,純鋁很難存在於空氣中。你把鋁塊切開,在那一剎那鋁已經被氧化成3氧化2鋁。鐵特殊在於它可以在空氣中存在,在潮溼的空氣中容易被氧化,要麼是FeO,要麼是3氧化2鐵,或者是4氧化3鐵,關於4氧化3鐵具體存在的形式也不好說。

總結一下上面一段中的內容:鋁單質放入空氣中,整個表面可以說是瞬間被氧化,就是說整個表面只要和空氣接觸就被氧化成3氧化2鋁,表面行程一層緻密的氧化膜,也就是說隔絕了空氣,其實是空氣中的氧氣,這層氧化膜的緻密意思就是隔絕了空氣。這層氧化膜很薄。

對於鐵單質來說,在空氣中不一定被氧化,在外界環境達到一定要求才能被氧化,比如空氣溼度,酸鹼度,環境溫度,因為不均勻,也不可能整個表面被同時氧化因為環境不同,也不可能都被氧化成3價鐵離子或者是2價鐵離子,這就決定了鐵在自然環境下生成的氧化膜不可能緻密,不可能均勻,同樣這種原因就生成了鐵鏽這種混合物。

綜上三段,其實鋁比鐵要活躍,正是因為活躍,在空氣中瞬間都被氧化而抑制進一步腐蝕。鐵不活躍,在環境滿足要求時候氧化,不滿足是不氧化,形成的氧化物疏鬆,容易脫落,進一步被腐蝕。

我們都知道對於鋁和鐵工業上都有表面處理技術防護其被腐蝕。例如鋁,就有陽極氧化,這種方式可以使其生成的氧化膜厚度增加。這個都熟知。鋼鐵的表面處理可能瞭解的人少,那就是發黑發藍,其實也是氧化。為了提高鋼件的防鏽能力,進行發黑發藍處理,在強氧化劑下,使其生成一層緻密光滑的氧化膜4氧化3鐵,環境溫度不同,呈現出的顏色有黑色和藍色。溫度高生成天藍色,溫度低點生成黑色。

之前遇到過有人說發黑發藍是增加強度,其實是錯誤的。

以上是自己的看法,有的地方可能說的不嚴謹,經不起推敲,但是我認為大致方向是正確的。因為對很多學生時代學習的理論知識的記憶很模糊,難免有不嚴謹的地方,請各位看官理解。本篇目的在於幫助大家理解記憶深刻,瞭解工藝手段,幫助剛入門的設計者能知其然和知其所以然。以科普的口吻自圓其說,希望科研人員多提意見。

個人認識:鋼鐵材料的氧化-發黑發藍處理


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