什麼是鈍態
金屬表面形成厚度數nm左右的緻密氧化膜,使熱力學上應該溶解的金屬幾乎停止溶解的狀態。
日文名稱: 不動態
「鈍態」出現在2領域的2道練習題中(腐蝕與表面處理, 材料的加工與接合等)。
這個名詞所屬的領域: 腐蝕與表面處理
金屬表面形成厚度數nm左右的緻密氧化膜,使熱力學上應該溶解的金屬幾乎停止溶解的狀態。
日文名稱: 不動態
「鈍態」出現在2領域的2道練習題中(腐蝕與表面處理, 材料的加工與接合等)。
這個名詞所屬的領域: 腐蝕與表面處理
鐵、鉻、鎳、鈦、鋁等,依條件會在表面形成厚度數nm左右的緻密氧化物(或氫氧化物)膜,使金屬的溶解速率減小好幾個數量級。這種狀態就是鈍態。即使以電位而言是活潑的金屬,由於膜隔開了金屬與環境,實際的腐蝕也非常少。在不鏽鋼中由富含Cr的膜、在鈦中由TiO₂膜發揮這個作用。膜很薄而看不見,因此金屬的光澤得以保持。
鈍化膜在有氧或氧化劑的環境中,即使受損也會自然再生。例如鐵在濃硝酸中成為鈍態,幾乎不溶解。另一方面,在缺氧的間隙中或鹽酸這類還原性酸中,膜不易再生,一旦破壞就會進行活性溶解。特別是氯離子會局部破壞膜的弱點,因此海水中的不鏽鋼會有孔蝕與間隙腐蝕的問題。對於鈍態材料,需要注意的是局部腐蝕而不是全面腐蝕。
在一邊逐步提高金屬電位、一邊量測溶解電流的極化曲線中,起初電流隨電位增加,但超過某個電位(鈍化電位)後電流急遽下降,在寬廣的電位範圍內保持小值。這個範圍就是鈍化區。再提高電位時,會出現膜被破壞而電流再次增加的過鈍化區,以及有氯化物時的孔蝕電位。孔蝕電位越高,可說是越耐孔蝕的材料,被用作鋼種選定與評估的指標。即使是相同材料,溫度或氯化物濃度上升時孔蝕電位也會下降。
在不鏽鋼中是數nm左右的非常薄的膜。與高溫氧化形成的厚氧化皮不同。
以硝酸等氧化性溶液處理不鏽鋼,去除表面的汙垢與鐵粉,確實形成緻密鈍化膜的處理。
因為氯離子局部破壞鈍化膜,引起孔蝕或間隙腐蝕。含Mo的SUS316等鈍化膜較強的鋼種是對策。
因此鈍態在硝酸這類氧化性環境中容易維持,在缺氧、氯離子多或還原性酸(鹽酸等)的環境中則容易被破壞。
不鏽鋼在大氣或水中不易生鏽的主要理由為下列何者?該處的晶界析出Cr₂₃C₆等Cr碳化物,緊鄰晶界處的Cr濃度降到無法維持鈍態的值,因此腐蝕沿晶界進行。
焊接SUS304等沃斯田鐵系不鏽鋼時,在離焊道稍遠的熱影響區有時會發生晶界腐蝕(weld decay)。其原因與對策的…