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金屬蝕刻加工-金屬腐蝕加工

文章來(lái)源:未知時(shí)間:2019-08-08 點(diǎn)擊:

金屬蝕刻加工-金屬腐蝕加工
鋁在空氣中有高的穩(wěn)定性，即使在無(wú)任何保護(hù)的情況下亦具有較強(qiáng)的抗蝕能力。這
是由于鋁的活潑性較高，鋁暴露于大氣中，其表面會(huì)立即自然地生成一層薄而透明且堅(jiān)韌
的氧化膜層。這一天然的氧化膜層達(dá)到一定厚度就會(huì)自動(dòng)停止生長(zhǎng)，其厚度由環(huán)境和暴
露時(shí)間而定。在干燥空氣中和室溫下約為50A,最厚亦可達(dá)100A。

鋁是兩性金屬，在堿性環(huán)境中會(huì)很快被腐燭，在濃HNO₃和濃H₂SO₃中會(huì)被鈍化，而不
被進(jìn)一步腐蝕，對(duì)大多數(shù)有機(jī)酸亦顯惰性。因此鋁容器可以用來(lái)儲(chǔ)藏濃hno₃、濃h₂so₃、
有機(jī)酸和許多其他化學(xué)試劑。但鹵素對(duì)鋁有極強(qiáng)的侵蝕力，因此鋁容器不能用于這類(lèi)物
質(zhì)的儲(chǔ)藏、包裝、運(yùn)輸?shù)取?br /> 鋁合金以其優(yōu)良的力學(xué)性能、電氣性能、電化學(xué)性能和可加工性能，廣泛用于建筑、交
通、電力、化工、食品包裝、機(jī)械制造和日用工業(yè)。
鋁合金作為一種戰(zhàn)略金屬，在軍事上廣泛用于制造飛機(jī)、艦船、裝甲、坦克部件、導(dǎo)彈
彈體等，人造衛(wèi)星等各種太空飛行器也都大量使用鋁合金。在金屬的化學(xué)燭刻加工中，鋁
合金占有很大比例，特別是在航空航天工業(yè)有大量的零件都要經(jīng)過(guò)化學(xué)燭刻加工。
二、鋁合金蝕刻的特點(diǎn)

鋁是一種活潑金屬,從金屬活動(dòng)順序中可以看出，鋁的位置排得比較靠前，同時(shí)鋁的
標(biāo)準(zhǔn)電極電位較負(fù)。見(jiàn)式(5-D。
Al³⁺ +3e—>A1 E。= -1.66V (5-1)
從式(5 -1)可以看出鋁的標(biāo)準(zhǔn)電極電位很負(fù)(-1. 66V)，使鋁的金屬活潑性比較強(qiáng)，
容易被燭刻。但在實(shí)際情況中，鋁卻表現(xiàn)出較高的抗?fàn)T性能。這是由于鋁在空氣中能迅
速生成一層致密的氧化鋁保護(hù)皮膜(這種自然形成的氧化物保護(hù)膜也可稱(chēng)之為鈍化膜)，
其厚度約為50A ~200A(lA=10-^lom)，這便賦予了鋁合金表面很好的耐蝕性能。這層氧
化膜的主要成分為A1₂O₃,在高溫水中(85T)生成的氧化皮膜為A1₂O₃ • H₂0,而且此時(shí)
生成的氧化皮膜較厚。鋁表面氧化反應(yīng)過(guò)程如下：
2A1+6OH' +6H ⁺ =2A1³⁺ +60H- +6H (5-2)

這一反應(yīng)的進(jìn)行將導(dǎo)致鋁表面周?chē)芤簆H升高而呈堿性，弓|起如下反應(yīng)，并有11₂從
溶液中逸出：
2A1³⁺ +60H- +6H=A1(OH)₃ +3H₂ f (5-3)
2A1(OH)₃=A1₂O₃ - H₂O+2H₂O (5 -4)
反應(yīng)(5-3)和反應(yīng)(5-4)的進(jìn)行，使鋁合金表面能迅速生成一層致密氧化膜，得到
保護(hù)，阻礙燭刻介質(zhì)的侵蝕作用，使基體金屬不至于進(jìn)一步同燭刻介質(zhì)(如O₂、H₂O等)發(fā)
生反應(yīng)，從而使鋁合金在空氣中有較高穩(wěn)定性。由此可見(jiàn)，鋁合金的抗蝕性能，是由表面
氧化皮膜性質(zhì)所決定。
從反應(yīng)式(5-2)中可以看出，鋁的蝕刻受H +濃度影響很大。H +濃度升高或降低都
將導(dǎo)致A1(OH)₃或A1₂O₃ • H₂0的溶解，從而導(dǎo)致表面保護(hù)氧化膜層被破壞，其結(jié)果，使
鋁被腐燭。
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