環保金屬耐腐蝕處理液及其制備方法概述

李萌

摘 要 本文主要分析和研究環保型金屬的耐腐蝕處理方法，希望能夠對相關從業人員有專業上的幫助。

關鍵詞 環保金屬;耐腐蝕處理液;制備方法

1金屬腐蝕的分類

金屬腐蝕主要是一個化學過程。通常，金屬的腐蝕過程主要受兩類影響：分別是化學機理和電化學機理。化學腐蝕基于異質化學反應的機理，其中金屬直接與試劑分子（例如氧氣，水和酸）相互作用。金屬的電子通過氧化反應和還原反應從金屬上轉移，這個過程免去了共軛電化學反應，電子的轉移能夠更加快捷。比如，金屬和其他不導電的液體進行相互作用造成了金屬的腐蝕，影響了金屬的特性。造成金屬化學腐蝕的主要原因是氣體的腐蝕作用，也就是平常常見的氧化作用，或者是金屬和例如二氧化硫，硫化氫等反應性氣體介質在一定溫度條件下產生的化學作用。電化學反應是平常最常見腐蝕作用，大多數金屬都會受到腐蝕作用的影響。自然條件下，金屬會受到海水，土壤，地下水淹沒覆蓋，或者接觸潮濕的空氣，酸雨等。在金屬破壞的整個過程中，具有電子轉移的腐蝕稱為電化學腐蝕[1]。

2金屬腐蝕造成的危害

腐蝕可以說是蔓延到了很多領域的方方面面，對于國民經濟的各個方面都會造成無法估量的巨大損失。最重要的損失就是對于機械設備零部件的腐蝕作用。各種腐蝕機器或其零件的總成本。進行交換工作所需的各種運輸管道、金屬屋頂以及消耗的各種人力物力產生的成本損耗。據估計，全世界每年被腐蝕破壞的金屬總量高達上億噸，占世界金屬總產量的很大一部分。在現在經濟社會中，各類金屬都具有廣泛的應用，與之相對應的是金屬的腐蝕問題也越發嚴重。數十年來，科學技術的進步不斷催生著金屬的巨大需求，20世紀80年代的金屬腐蝕量比40年代增長了將近100倍。根據相關統計顯示，由于腐蝕而導致的各種金屬設備的全球消耗量超過了金屬年總產量的30%。同時，還有更多的間接的損失也是難以估量的。例如，由金屬部件損壞引起的損失要遠遠大于由金屬材料破壞引起的損失;在很多發達的工業化國家，每年因金屬腐蝕造成的損失甚至占到國民生產總值的一部分[2]。我國由各種金屬腐蝕造成的直接或間接的經濟損失可能高達上百億。比如，金屬部件的服飾問題造成了大量機械設備的損壞，難以繼續加以利用，并且維修的成本也非常巨大。這一現象在工業國中尤為明顯，每年因為金屬腐蝕問題造成的經濟損失都是一個巨額的天文數字，是國家工業體系難以承受的損失。

3金屬預處理

在機械加工和運輸的各種過程中，金屬的表面不可避免地會發生腐蝕以及油污和污染物等問題，因此需要做好表面清潔。

金屬加工表面的類型不同，根據其性能可分為三類：溶劑清潔，機械清潔和化學清潔。根據具有不同氧化程度的金屬表面，必須采用不同的處理方法。例如，可以使用用于薄氧化物層的溶劑，機械處理和化學處理，或者可以直接使用化學物質。對于重度氧化的金屬表面，由于使用直接溶劑清潔和化學處理時的氧化層很厚，不僅不能有效地處理氧化膜，還浪費了很多清潔劑和化學藥品，因此最好先使用機械方法。

溶劑清洗是用溶劑清洗金屬表面的一種處理方法。通過這種方法，可以有效地去除工件表面上的油漬，雜質和氧化物層，從而使工件表面清潔。清潔溶劑后，金屬表面非常活潑，更容易受到灰塵和濕氣的污染。為了提高工件的耐腐蝕性，應使用噴涂，噴涂等表面對工件進行平滑處理。

機械操作可有效去除金屬零件上的鐵銹，焊渣和氧化物沉積，降低焊接張力，提高不銹鋼涂層與金屬基材的黏合強度，并提高金屬零件的防腐性能。

化學處理包括磷酸鹽處理，鉻酸鹽處理，陽極氧化等。化學藥品（液體）用于去除金屬表面的氧化物和污染物，形成保護膜，使金屬表面保持清潔和光滑。具有加工工件效率高，經濟，質量穩定的特點。

金屬表面清洗工藝可以滿足人們對金屬零件的耐腐蝕，耐磨性，裝飾和表面粗糙度的需求，在金屬零件制造業的發展中起著重要的作用。

4金屬表面處理工藝

4.1 磷化工藝

磷化處理具有許多優點。磷化膜具有良好的吸附能力，并且該膜具有微孔結構能夠緊密結合油墨和印版;電泳漆可與磷酸鹽底材牢固結合，其防腐性能極佳。廢物處理過程非常復雜困難。其中含有大量有害的重金屬離子，例如鋅，鎳和錳等。在環保節能的壓力下，磷化工藝正面臨越來越嚴峻的挑戰，將逐漸被涂裝行業中的其他新工藝所取代[3]。

4.2 陶化工藝

陶化工藝是近年來開發的一種用于處理金屬表面的新穎工藝，它使用鋯鹽在金屬表面上沉積晶體從而形成納米級別的致密陶瓷膜。在處理過程中幾乎沒有沉淀和固體殘留物，并且該工藝可用以處理很多種類的金屬基材。陶化過程中形成的陶瓷膜的顏色取決于材料的pH值，處理時間和試劑濃度等。不同的條件會顯示出金屬基板的不同顏色，這更容易與金屬基板的顏色區分。金屬表面陶化工藝可以節省磷化工藝中的表面適應過程，減少預處理過程中化學品的消耗，并節省加工時間。

沉淀的鋯酸鹽水合物在金屬表面上形成膜狀物質。該膜使用[Zr]作為膜的晶核，以不斷積累鋯酸鹽來擴大晶核并形成晶粒。許多晶粒堆積在金屬表面上并形成納米陶瓷膜。陶化工藝和硅烷化工藝之間有很多相同的地方，它們都不含重金屬，磷酸鹽或其他污染物，幾乎沒有殘留物，不需要表面適應，加工時間短，從而提高了生產效率，并且在降低成本，節能減排方面具有顯著優勢。與此同時，它也可以用于處理各種各樣的材料。

5結束語

環保金屬通常被用于現代經濟的很多領域。為了防止對環保金屬的腐蝕，腐蝕防護技術會使得金屬表面形成鈍化膜，從而造成嚴重的環境污染，并且對人體造成嚴重的破壞。世界各國都有限制或禁止使用鉻酸鹽鈍化技術的準則和法規，并要求使用環保的腐蝕防護技術。

參考文獻

[1] 敖璘琳.電解槽乳突板電鍍鎳合金工藝及中試研究[D].湖南大學，2017.

[2] 胡巧玲.碳鋼表面硅烷雜化涂層的制備及性能研究[D].武漢理工大學，2014.

[3] 李鵬.噴涂陶瓷涂層316L不銹鋼的耐熔鋅腐蝕性能[D].內蒙古工業大學，2013.