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中圖分類號：TG 174，4
文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
文章編號：1000—4742(2002)06—0022—02
1 前言
鋼鐵材料通過鍍鋅或鎘以保護(hù)其免受腐蝕。其防腐蝕機(jī)理是基于鋅或鎘的電化學(xué)電位比鐵基體更負(fù)，在原電池中更多地作為陽極而參與反應(yīng)。從理論上講，厚的鍍鋅層耐腐蝕性能更好。由于鋅的活潑性，在工業(yè)大氣及海洋性氣候中，在其表面很容易生成白色腐蝕產(chǎn)物。為了防止或延緩“白銹”的生成，往往在鍍鋅后進(jìn)行鉻酸鹽鈍化處理。經(jīng)過鈍化處理的工件不僅能提高防腐蝕性能，而且具有美麗的外觀。傳統(tǒng)的鈍化液通常是由六價鉻化合物、三價鉻化合物、導(dǎo)電鹽、絡(luò)合劑等組成。在鈍化膜形成的過程中發(fā)生鋅的溶解、鉻酸根還原以及三價鉻凝膠的析出，這些反應(yīng)形成了鈍化膜的骨架。隨后鉻酸鹽以堿式鹽的形式吸附于凝膠上形成面層，至此生成了完整的六價鉻鈍化層。當(dāng)鈍化層因外力而刮傷后，在潮濕的空氣中六價鉻化合物溶于水并與露出的鋅層起反應(yīng)—— 即再次進(jìn)行鈍化處理，從而使鈍化膜得到修復(fù)，亦被稱作六價鉻鈍化的自愈能力。由于六價鉻鈍化液具有操作簡單、成本低廉、控制簡便，因而被大量地采用。但六價鉻化合物具有很高的毒性，是致癌物質(zhì)。因此，越來越受到人們的重視。歐盟于2000年9月在布魯塞爾簽署了一項法令，規(guī)定從2003年1月1日起禁止在車輛材料和部件中使用六價鉻。根據(jù)該法令，每輛汽車僅允許含有不超過2 g六價鉻。這就迫使人們尋找合適的取代技術(shù)來適應(yīng)該項法令。
2 三價鉻鈍化技術(shù)的進(jìn)展
2.1 三價鉻鈍化技術(shù)的回顧
早期三價鉻鈍化技術(shù)的開發(fā)是基于環(huán)保對廢水排放的限制而應(yīng)運(yùn)而生。其性能相對于六價鉻鈍化而言，尚有某些差距，特別是耐蝕性能，同時外觀帶有明顯的霧狀。因此，并未應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)l1]。60年代開發(fā)的三價鉻鈍化技術(shù)在許多方面的性能引起研究者的重視。70年代末隨著人們對鈍化膜形成的機(jī)理有了足夠的認(rèn)識_2 J，該項技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)的時機(jī)已成熟。近年來，隨著在穩(wěn)定性和耐腐蝕性能上的進(jìn)一步提高，使三價鉻鈍化技術(shù)越來越可能成為六價鉻的合適替代品。首先工業(yè)化應(yīng)用的三價鉻鈍化液中含有三價鉻鹽和氧化劑(過氧化氫)、礦物酸。pH值1.6～2.2之間。由于過氧化氫會自發(fā)分解，因此，在實際操作中為了維持其濃度在工藝范圍內(nèi)，需要頻繁地補(bǔ)加過氧化氫。這既帶來了成本問題，也導(dǎo)致工藝維護(hù)的復(fù)雜性。
此后的研究圍繞過氧化氫的穩(wěn)定性而展開。盡管取得了一些進(jìn)展，但在操作中，經(jīng)過24h后，20%以上的過氧化氫會分解，同時pH值也上升。隨著對三價鉻鈍化技術(shù)的深入研究，不含過氧化氫的三價鉻鈍化液開發(fā)成功，應(yīng)用于生產(chǎn)，如ATOTECH公司的Rodip248一B。這些鈍化液包括三價鉻鹽、氟化合物、氧化劑(非過氧化氫)。由于不使用過氧化氫，避免了自發(fā)分解的問題。因而，使用壽命和溶液的穩(wěn)定性大大提高，同時操作維護(hù)方便。
