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2014-01-06
鍍鋅近行防護,用途廣泛,生產量很大,約占電鍍總產量的50%以上。錦鍍層在潮濕和海洋性大氣中的防護性能優于鋅鍍層,有較低的氫脆性,適用于高強度鋼電鍍,在航空、航海工業中應用較多。錫鍍層對多種有機酸有很好的耐蝕性,而且許多錫的化臺物對人體無害,大量用于食品加工工業。含錫量力10%一15%的銅錫合金鍍層有很好的防護能力,常用于鍍鉻的底層。
鋅鎳合金鍍層是近年發展起來的新工藝,有較高的耐蝕性,可用于嚴酷的腐蝕環境,目前在生產上已有一些應用。
以上幾項是應用zui多的鍍層,此外還有一些特殊功能的鍍層。如為了防止局部滲碳進行保護可以鍍銅;為了增加鋼鐵零件與橡膠的粘結力可用銅—鋅合金做底層;為了增加反光能力常鍍鉻、銀、高錫青銅;為了消光而鍍黑鉻或黑鎳,等等*
按照基體金屆和鍍層的電化學性質,可把鍍層分為兩大類,即陽極性鍍層和陰極性鍍層。
前者如鐵上鍍鋅;后者如鐵上鍍錫。這種分類對鍍層選擇和金屬組件的搭配是十分重要的。
所謂陽極性鍍層,就是當鍍層與基體金屬構成腐蝕微電油時,鍍層為陽極而首先溶解。這種鍍層不僅能對基體起機械保護作用,而且能起電化學保護作用*就鐵上鍍鋅而言,在通常條俏:下,由于鋅的標準電位比鐵的負(g。zn入也=—o.76伏,v。P。2’/h=—o.44伏),當鍍層有缺陷(針孔、劃傷等)而露出基體時,如果有水蒸氣凝結于該處,則鋅鐵就形成了如圖1—1(a)所示的腐蝕電池。此時鋅作為陽極而溶解,Zn—2e=zR2’,而鐵作為陰極,可能是H’于其上放電而析出H2氣,也可能是ob分子在該處還原n鐵并未遭受腐蝕c我們把這種情況下的鍍層叫做陽極性鍍層。從防d:黑色金屬腐蝕的角度看,應盡可能選用陽極性鍍層。
所謂陰極性鍍層,就是鍍層與基體構成腐蝕電池時,鍍層為陰極。這種鍍層只能對基體金屬起機械保護作用。例如,在鋼鐵基體上鍍錫.當鍍層有缺陷時,鐵錫就形成了如圖1—1(L)所示的腐蝕電池,錫的標淮電位(—o.14伏)比鐵正,它是陰極,因而腐蝕電池的作用將導致鐵的陽極溶解。這時,H’離子或ob分子的還原,在作為陰極的錫上發生。這樣一來,鍍層尚存,而鍍層下面的基體卻逐漸被腐蝕壞了。這類鍍層就是陰極性鍍層。只有在它完整無損(連針ZL都沒有)時,才對基體有機械保護作用。一旦鍍層被損傷,它不但保護不了基體,反而加速了基體的腐蝕。
必須指出,金屬的電極電位隨介質與工作條件的不同而發生變化,因此,鍍層究竟是陽極性鍍層,還是陰極性鍍層,需視它所處的介質和環境而定。鋅對鐵而言,在一般條件下是典型的陽極性鍍層,但在70一80℃的熱水中,鋅的電極電位卻變得比鐵正,因而成為陰極性鍍層。再如錫對鐵而言,在一般條件下是陰極性鍍層,但在有機酸中卻成丁陽極鍍層。
值得注意的是,并非所有比基體金屬電位負的金屬都可以用作防護性鍍層。如果鍍層在
所處的介質中不穩定,它將迅速被介質腐蝕,因而失去廠對基體的保護作用c鋅在大氣中是黑色金屬的防護性鍍層,就是由于它既是陽極性鍍層,又能形成堿式碳酸鋅[zncob‘3zn(OH)33保護膜,因而很穩定。但是在海水中,鋅對鐵而育,雖仍為陽極性鍍層,但由于它在氯化物溶液巾很不穩定,很快被破壞,從而失去了對基體金屬的保護作用。所以,海洋儀表都不能單獨使用鋅鍍層來防護,而月錦層或代鎬鍍層較好。
鍍層的組合形式可分為三類。一類是簡單結構,在基體金屬上只鍍單層鍍層,這是員簡單的形式,如鋼鐵上鍍鋅、鍋等。第二類是組合鍍層。這是由兒層相同金屬(如暗鎳、半光亮鎳、光亮鎳)或不同金屬(如銅、鎳、鉻)層疊加而成的多層鍍層;第三類是復合鍍層。這種由固體微粒(在鍍液中不溶的無機或有機物質)均勻地分散在金屬中而形成的鍍層(如Ni-sZc,cu-AhO;等),具有高耐磨、高耐蝕性能,在功能材料和結構材料的開發應用中,有很重要的意義。