表面工程技术的物理化学基础省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第二章 表面工程技术物理、化学基础第一节第一节 固体表面和界面固体表面和界面表面表面：气相和固相之间分界面气相和固相之间分界面。界面界面：固相之间分界面固相之间分界面。一、表面一、表面1.1.理想表面理想表面：无限晶体中插入一个平面，分成两部分后形成：无限晶体中插入一个平面，分成两部分后形成表面。表面。特点：表面原子近邻原子数少，表面原子能量升高，特点：表面原子近邻原子数少，表面原子能量升高，表面能，引发吸附。表面能，引发吸附。2.2.洁净表面与清洁表面洁净表面与清洁表面洁净表面：洁净表面：表面化学成份和体内相同。表面化学成份和体内相同。表面吸附物覆盖几率表面吸附物覆盖几率很低。很低。得到方法：得到方法：离子轰击、场致蒸发、真空沉积离子轰击、场致蒸发、真空沉积。清洁表面：清洁表面：经过清洗（脱脂、浸蚀）以后得到表面。经过清洗（脱脂、浸蚀）以后得到表面。第1页n n3.3.机械加工表面机械加工表面粗糙度粗糙度：轮廓算术平均偏差（轮廓算术平均偏差（R Ra a)F F1 1+F+F3 3+.+F+.+Fn-n-1 1=F=F2 2+F+F4 4+F+Fn n抛光：抛光：Ra 0.4umRa 0.4um热喷涂：热喷涂：Ra 3.2-Ra 3.2-12.5um.12.5um.第2页第3页第4页4.4.普通表面普通表面普通表面普通表面普通材料表面往往普通材料表面往往普通材料表面往往普通材料表面往往吸附一层外来原子吸附一层外来原子吸附一层外来原子吸附一层外来原子，假如是金属，表面还会，假如是金属，表面还会，假如是金属，表面还会，假如是金属，表面还会存在氧化皮存在氧化皮存在氧化皮存在氧化皮。二界面二界面二界面二界面1.1.冶金结合界面冶金结合界面冶金结合界面冶金结合界面.涂层材料熔化，基体表面半熔化，凝固结晶以后形成界面涂层材料熔化，基体表面半熔化，凝固结晶以后形成界面涂层材料熔化，基体表面半熔化，凝固结晶以后形成界面涂层材料熔化，基体表面半熔化，凝固结晶以后形成界面.实质是金属健结实质是金属健结实质是金属健结实质是金属健结合合合合.激光熔覆、堆焊、喷焊。激光熔覆、堆焊、喷焊。第5页2.2.扩散结合界面扩散结合界面扩散结合界面扩散结合界面.两个固相直接接触时，经过扩散和反应形成结合界面两个固相直接接触时，经过扩散和反应形成结合界面两个固相直接接触时，经过扩散和反应形成结合界面两个固相直接接触时，经过扩散和反应形成结合界面.特点是涂层和基体间特点是涂层和基体间展现成份梯度改变展现成份梯度改变.渗碳，氮化渗碳，氮化.3.3.外延生长界面外延生长界面外延生长界面外延生长界面.在单晶体表面沿原来结晶轴向生长成新单晶层工艺过程，就称为外在单晶体表面沿原来结晶轴向生长成新单晶层工艺过程，就称为外在单晶体表面沿原来结晶轴向生长成新单晶层工艺过程，就称为外在单晶体表面沿原来结晶轴向生长成新单晶层工艺过程，就称为外延生长。延生长。延生长。延生长。共格界面共格界面共格界面共格界面。气相外延气相外延气相外延气相外延 、液相外延。液相外延。液相外延。液相外延。4.4.化学健结合界面化学健结合界面化学健结合界面化学健结合界面涂层材料和基体之间涂层材料和基体之间涂层材料和基体之间涂层材料和基体之间发生化学反反应发生化学反反应发生化学反反应发生化学反反应，形成成份固定化合物时形成成份固定化合物时形成成份固定化合物时形成成份固定化合物时，形成，形成，形成，形成界面界面界面界面 。特点是结合强度较高，不过韧性较差。特点是结合强度较高，不过韧性较差。第6页第7页5.5.分子健结合界面分子健结合界面分子健结合界面分子健结合界面涂层和基体间以涂层和基体间以涂层和基体间以涂层和基体间以范德华力结合界面范德华力结合界面范德华力结合界面范德华力结合界面。有机粘结涂层与基体间结合界。有机粘结涂层与基体间结合界。有机粘结涂层与基体间结合界。有机粘结涂层与基体间结合界面。面。面。面。6.6.机械结合界面机械结合界面机械结合界面机械结合界面涂层和基体间结合靠两种材料相互镶嵌在一起机械连接形成。热喷涂层和基体间结合靠两种材料相互镶嵌在一起机械连接形成。热喷涂层和基体间结合靠两种材料相互镶嵌在一起机械连接形成。热喷涂层和基体间结合靠两种材料相互镶嵌在一起机械连接形成。热喷涂属于机械结合界面。涂属于机械结合界面。涂属于机械结合界面。涂属于机械结合界面。第8页三表面晶体结构三表面晶体结构TLKTLK模型：平台模型：平台模型：平台模型：平台（TerraceTerrace）-台阶台阶台阶台阶（LedgeLedge）-扭折扭折扭折扭折(Kink)(Kink)模型。模型。模型。模型。基本思想是基本思想是基本思想是基本思想是：在温度相当于：在温度相当于：在温度相当于：在温度相当于0K0K时，表时，表时，表时，表面原子呈静态。表面原子层可认为是理面原子呈静态。表面原子层可认为是理面原子呈静态。表面原子层可认为是理面原子呈静态。表面原子层可认为是理想平面，其中原子作二维周期排列，并想平面，其中原子作二维周期排列，并想平面，其中原子作二维周期排列，并想平面，其中原子作二维周期排列，并且不存在缺点和杂质。当温度从且不存在缺点和杂质。当温度从且不存在缺点和杂质。当温度从且不存在缺点和杂质。当温度从0K0K升升升升到到到到T T时，因为原子热运动，晶体表面时，因为原子热运动，晶体表面时，因为原子热运动，晶体表面时，因为原子热运动，晶体表面将产生低晶面指数平台、一定密度将产生低晶面指数平台、一定密度将产生低晶面指数平台、一定密度将产生低晶面指数平台、一定密度单分子或原子高度台阶、单分子或原单分子或原子高度台阶、单分子或原单分子或原子高度台阶、单分子或原单分子或原子高度台阶、单分子或原子尺度扭折以及表面吸附单原子及子尺度扭折以及表面吸附单原子及子尺度扭折以及表面吸附单原子及子尺度扭折以及表面吸附单原子及表面空位等。表面空位等。表面空位等。表面空位等。形成原因：形成原因：原子热运动。原子热运动。第9页四表面扩散四表面扩散四表面扩散四表面扩散菲克菲克菲克菲克(Fick)(Fick)扩散第一定律和扩散第二定律扩散第一定律和扩散第二定律扩散第一定律和扩散第二定律扩散第一定律和扩散第二定律t t为扩散时间为扩散时间，c c为几何原因决定常数为几何原因决定常数，DD是扩散系数是扩散系数扩散系数扩散系数DD,其大小与温度和其大小与温度和扩散激活能扩散激活能QQ。激活能次序为激活能次序为QQ表表QQ界界QQ位位Q D D界界 D D位位 D D体体TLKTLK模型解释模型解释：因为表面原子受约束程度比界面或体内要低多，原子在：因为表面原子受约束程度比界面或体内要低多，原子在表面迁移所需要克服能垒也就小得多。所以表面扩散在表面工程技术表面迁移所需要克服能垒也就小得多。所以表面扩散在表面工程技术中薄膜形核、长大过程中发挥着十分关键作用。中薄膜形核、长大过程中发挥着十分关键作用。第10页五表面能及表面张力五表面能及表面张力五表面能及表面张力五表面能及表面张力1.1.表面能表面能表面能表面能表面自由能表面自由能表面自由能表面自由能：物理意义是指产生：物理意义是指产生：物理意义是指产生：物理意义是指产生1cm1cm2 2新表面需消耗等温新表面需消耗等温新表面需消耗等温新表面需消耗等温可逆功。液体：圆球形可逆功。液体：圆球形可逆功。液体：圆球形可逆功。液体：圆球形.固体：不一样指数晶面组成。固体：不一样指数晶面组成。固体：不一样指数晶面组成。固体：不一样指数晶面组成。2.2.表面张力表面张力表面张力表面张力表面张力表面张力表面张力表面张力是表面能一个物理表现，是因为原子间作用力是表面能一个物理表现，是因为原子间作用力是表面能一个物理表现，是因为原子间作用力是表面能一个物理表现，是因为原子间作用力以及在表面和内部排列状态差异引发。表面张力能够以及在表面和内部排列状态差异引发。表面张力能够以及在表面和内部排列状态差异引发。表面张力能够以及在表面和内部排列状态差异引发。表面张力能够经过比热法测出来。对于液体，表面自由能和表面张力是相经过比热法测出来。对于液体，表面自由能和表面张力是相经过比热法测出来。对于液体，表面自由能和表面张力是相经过比热法测出来。对于液体，表面自由能和表面张力是相等。等。等。等。第11页六固体表面物理吸附和化学吸附六固体表面物理吸附和化学吸附六固体表面物理吸附和化学吸附六固体表面物理吸附和化学吸附1.1.吸附基本特征吸附基本特征吸附基本特征吸附基本特征物体表面上分子或原子力场不饱和，有吸引周围其它物质（气体、液体）物体表面上分子或原子力场不饱和，有吸引周围其它物质（气体、液体）物体表面上分子或原子力场不饱和，有吸引周围其它物质（气体、液体）物体表面上分子或原子力场不饱和，有吸引周围其它物质（气体、液体）分子能力，就是吸附作用。是表面最主要性质之一分子能力，就是吸附作用。是表面最主要性质之一分子能力，就是吸附作用。是表面最主要性质之一分子能力，就是吸附作用。是表面最主要性质之一。2.2.固体表面吸附分为物理吸附和化学吸附，物理固体表面吸附分为物理吸附和化学吸附，物理固体表面吸附分为物理吸附和化学吸附，物理固体表面吸附分为物理吸附和化学吸附，物理吸附力是吸附力是吸附力是吸附力是范德华力范德华力范德华力范德华力。化学吸附中力是。化学吸附中力是。化学吸附中力是。化学吸附中力是化学键化学键化学键化学键。化学吸附结协力比物理吸附大多了。化学吸附结协力比物理吸附大多了。化学吸附结协力比物理吸附大多了。化学吸附结协力比物理吸附大多了。3.3.固体对气体、液体、固体吸附固体对气体、液体、固体吸附固体对气体、液体、固体吸附固体对气体、液体、固体吸附第12页七固体表面润湿七固体表面润湿七固体表面润湿七固体表面润湿1.1.润湿现象和机理润湿现象和机理润湿现象和机理润湿现象和机理能被水润湿物质叫能被水润湿物质叫能被水润湿物质叫能被水润湿物质叫亲水物质亲水物质亲水物质亲水物质。不能被水润湿物质叫。不能被水润湿物质叫。不能被水润湿物质叫。不能被水润湿物质叫疏水物质疏水物质疏水物质疏水物质。表示方法：润湿角表示方法：润湿角表示方法：润湿角表示方法：润湿角 当当9090900 0时称为不润湿时称为不润湿。角越大，润湿性越不好，角越大，润湿性越不好，=180=1800 0时，称为完全不润湿。这时，液滴在固时，称为完全不润湿。这时，液滴在固 体表面呈圆球型。体表面呈圆球型。润湿性高低，与界面张力相关。润湿性高低，与界面张力相关。润湿性高低，与界面张力相关。润湿性高低，与界面张力相关。S-GS-G=S-LS-L+L-GL-G cos cos或或或或 cos=(cos=(S-GS-G-S-LS-L)/)/L-G L-G 称为称为称为称为YoungYoung方程方程方程方程，表示了润湿角大小与界面张力之间关系。，表示了润湿角大小与界面张力之间关系。，表示了润湿角大小与界面张力之间关系。，表示了润湿角大小与界面张力之间关系。第13页从从从从YoungYoung方程能够看出：方程能够看出：方程能够看出：方程能够看出：（1 1）当当当当 S-GS-GS-LS-L时时时时，coscos为正值，为正值，为正值，为正值，90900 0，对应，对应，对应，对应 润润润润湿状态湿状态湿状态湿状态。（2 2）当当当当 S-GS-G90900 0，对应不，对应不，对应不，对应不润湿状态润湿状态润湿状态润湿状态。从从YoungYoung方程能够看出，方程能够看出，表面能高固体比表面能低固更轻易表面能高固体比表面能低固更轻易被液体所润湿。被液体所润湿。依据表面能高低，表面能够分为依据表面能高低，表面能够分为低能表面低能表面和和高能表面高能表面。低能表面低能表面:表面能表面能0.1Nm0.1Nm-1-1,固体有机物和高聚物固体有机物和高聚物.高能表面高能表面:1-10 Nm1-10 Nm-1-1，金属及其氧化物、硫化物、无机金属及其氧化物、硫化物、无机 等表面等表面。机理：机理：润湿作用能够从分子间作用力来解释。液体分子润湿作用能够从分子间作用力来解释。液体分子 吸引力吸引力00时时时时，液体在固体表面自动展开，液体在固体表面自动展开，液体在固体表面自动展开，液体在固体表面自动展开。这时。这时。这时。这时YoungYoung方程已方程已方程已方程已不适用。铺展是润湿最高标准。不适用。铺展是润湿最高标准。不适用。铺展是润湿最高标准。不适用。铺展是润湿最高标准。当当当当S SL LS S0VV金属金属 V V氧化物氧化物=M/(xD)=M/(xD)MM：氧化物分子质量，：氧化物分子质量，DD:密度，密度，x x:一个分子氧一个分子氧化物中金属原子个数。化物中金属原子个数。V V金属金属=M/=M/MM:金属摩尔质量，金属摩尔质量，：金属密度。：金属密度。V V氧化物氧化物/V/V金属金属=M/=M/（x D Mx D M）11。第37页 2.2.氧化膜动力学过程氧化膜动力学过程氧化膜动力学过程氧化膜动力学过程1 1）氧化膜呈直线生长规律）氧化膜呈直线生长规律）氧化膜呈直线生长规律）氧化膜呈直线生长规律 假如假如假如假如M/M/（x D Mx D M）11，或者膜能够挥发，则膜不会降低氧或者膜能够挥发，则膜不会降低氧或者膜能够挥发，则膜不会降低氧或者膜能够挥发，则膜不会降低氧化速度，化速度，化速度，化速度，膜成长速度为一常数膜成长速度为一常数膜成长速度为一常数膜成长速度为一常数k.k.用用y y表示膜厚，表示膜厚，有有 dy/dt=kdy/dt=k y=kt+A y=kt+A t t:时间，时间，A A是膜原来厚度。属是膜原来厚度。属于这类生长金属有：于这类生长金属有：K,Na,MgK,Na,Mg M/M/（x D Mx D M）111，但因为形成氧化膜是，但因为形成氧化膜是多孔多孔多孔多孔或或破裂破裂破裂破裂 。金属金属MoMo氧化物是挥发，对金氧化物是挥发，对金属基体也没有保护作用。属基体也没有保护作用。第38页2）抛物线生长规律假如形成保护膜含有保护性，那么随膜厚增加，假如形成保护膜含有保护性，那么随膜厚增加，膜生膜生膜生膜生长速度越来越慢长速度越来越慢长速度越来越慢长速度越来越慢，即与膜厚成反比，即与膜厚成反比：dy/dt=k1/y y2=kt+B B是积分常数是积分常数。即符合抛物线规律。属于这类生长金属有：W,Fe,Co,Cu,Ni,Mn,Be,Zn,Ti等 第39页3）对数生长规律有些膜在生长时，有些膜在生长时，弹性应力增大弹性应力增大弹性应力增大弹性应力增大，膜外层变，膜外层变愈加致密愈加致密，膜厚和时间符合对数规律。，膜厚和时间符合对数规律。Y=ln(kt)CrCr在高温下氧化，在高温下氧化，FeFe在在375375以下氧化，以下氧化，AlAl在在375375以下氧化，以下氧化，ZnZn在在2525-225-225范围内氧化，范围内氧化，NiNi在在650650下氧化下氧化。提升抗氧化能力主要路径：改变材料表面成份。Cr、Ni、Al.第40页3 3电化学腐蚀原理电化学腐蚀原理电化学腐蚀原理电化学腐蚀原理 金属作为一个整体是电中性，当与电解质溶液接触时，金属作为一个整体是电中性，当与电解质溶液接触时，金属作为一个整体是电中性，当与电解质溶液接触时，金属作为一个整体是电中性，当与电解质溶液接触时，金金金金属表面属表面属表面属表面金属离子因为水化作用金属离子因为水化作用金属离子因为水化作用金属离子因为水化作用而进入溶液，而进入溶液，而进入溶液，而进入溶液，金属表面有相金属表面有相金属表面有相金属表面有相当数量电子释放出来当数量电子释放出来当数量电子释放出来当数量电子释放出来，发生，发生，发生，发生电极反应电极反应电极反应电极反应，结果使，结果使，结果使，结果使金属表面带金属表面带金属表面带金属表面带负电负电负电负电，而与金属表面接触，而与金属表面接触，而与金属表面接触，而与金属表面接触溶液带正电溶液带正电溶液带正电溶液带正电，在界面处形成，在界面处形成，在界面处形成，在界面处形成“双电层双电层双电层双电层”，使，使，使，使金属与溶液间产生电位差金属与溶液间产生电位差金属与溶液间产生电位差金属与溶液间产生电位差。电位差就叫做。电位差就叫做。电位差就叫做。电位差就叫做金属电极电位金属电极电位金属电极电位金属电极电位。电化学腐蚀机理与纯化学腐蚀机理基本区分是：电化学腐蚀时，介质与金属相互作用被分为两个独立共扼反应。阳极过程是金属原子直接转移到溶液中，形成水合金属离子或溶剂化金属离子。另一个共扼阴极过程是留在金属内过量电子被溶液中电子接收体或去极化刘所接收而发生还原反应。第41页 标准电极电位标准电极电位标准电极电位标准电极电位 :以该电极为以该电极为阳极阳极阳极阳极，以标准氢电极为，以标准氢电极为负极负极负极负极组组成原电池，测得成原电池，测得电动势电动势电动势电动势 .当电极上氧化还原反应为可逆反应时电极称为可逆电极当电极上氧化还原反应为可逆反应时电极称为可逆电极，可逆，可逆电极电位称电极电位称电极电位称电极电位称为为平衡电位平衡电位：能用：能用能斯特（能斯特（NernstNernst）方程表示方程表示 平平=0 0+RTLna/ZF+RTLna/ZF 0 0:标准电位，标准电位，R R气体常数，气体常数，R=8.31J/mol.KR=8.31J/mol.K，T T为温度为温度（K K），），Z Z为参加反应电子数（金属离子价数），为参加反应电子数（金属离子价数），F F:法拉第法拉第常数，常数，96500C96500C。a a:金属离子平均浓度。金属离子平均浓度。n n负电性金属负电性金属负电性金属负电性金属 :位于氢以上金属位于氢以上金属.n n正电性金属正电性金属正电性金属正电性金属 :位于氢以下金属位于氢以下金属.n n金属在电解质溶液中腐蚀就是因为形成原电池引发，这么金属在电解质溶液中腐蚀就是因为形成原电池引发，这么电池称为电池称为腐蚀电池腐蚀电池。第42页n n一、宏观腐蚀电池一、宏观腐蚀电池同类金屈浸于同一个电解质溶液中因为溶液同类金屈浸于同一个电解质溶液中因为溶液中浓度、温度、或者氧含量不一样而组成浓中浓度、温度、或者氧含量不一样而组成浓差差温差或氧浓差腐蚀电池。温差或氧浓差腐蚀电池。n n氧浓差腐蚀电池：氧浓差腐蚀电池：n n阳极金属溶解腐蚀，阴极氧去阳极金属溶解腐蚀，阴极氧去极化反应。极化反应。n n在大气和土壤中金属生锈，轮船水线在大气和土壤中金属生锈，轮船水线腐蚀等都属于氧浓差电池腐蚀。腐蚀等都属于氧浓差电池腐蚀。n n电化学腐蚀由三个步骤组成：电化学腐蚀由三个步骤组成：1 1）在阳极）在阳极，金属溶解，变成金属离，金属溶解，变成金属离子进入溶液，子进入溶液，MM+eMM+e 2 2）电子从阳极流到阴极）电子从阳极流到阴极。3 3）在阴极）在阴极：电子被溶液中能吸收电：电子被溶液中能吸收电子物质（子物质（DD）所接收，）所接收，e+DD.ee+DD.e第43页n n 二、微观腐蚀电池 微观腐蚀电池是用肉眼难以分辨出电极极性，但存在氧化和还原反应过程原电池。在金属表面，只要存在电化学不均匀性区域，就会发生微电池腐蚀过程。这种电化学不均匀性包含：金属化学成份不均匀性，金属组织不均匀性和金属表面物理化学状态不均匀性等。第44页n n4 电化学腐蚀速率电化学腐蚀速率 腐蚀量腐蚀量服从法拉第定律：服从法拉第定律：W=QA/Fn=JAt/Fn W:腐蚀量，Q:电量，F:法拉第常数，n：金属价数，A:金属原子量金属原子量，J;电流密度，t:时间。腐蚀速率k指金属在单位时间、单位面积上所损失质量损失质量，单位为g/(m2h)K=W/St=3600JA/SFnn n其中S为腐蚀面积。第45页二、极化、钝化和活化二、极化、钝化和活化n n.极化极化阴极电位向负方向移动，阴极电位向负方向移动，阳极电位向正方向移动，阳极电位向正方向移动，这会使两极电位差减小，这会使两极电位差减小，这种现象就是极化现象。这种现象就是极化现象。电极极化与电流密度电极极化与电流密度相关，相关，电流密度越大，电流密度越大，极化也越大极化也越大 第46页阳极极化机理：阳极极化机理：（1 1）阳极溶解过程中）阳极溶解过程中得到电子比失去离子过程慢得到电子比失去离子过程慢，在阳极上就有过多在阳极上就有过多正电荷积累起来正电荷积累起来，阳极电位向，阳极电位向正方向改变。叫做正方向改变。叫做电化学极化电化学极化电化学极化电化学极化。（2 2）金属离子扩散不够快，浓度高）金属离子扩散不够快，浓度高）金属离子扩散不够快，浓度高）金属离子扩散不够快，浓度高，由能斯特方，由能斯特方程，程，电极电位会变正电极电位会变正电极电位会变正电极电位会变正。叫做。叫做浓差极化浓差极化浓差极化浓差极化。（3 3）金属表面形成）金属表面形成钝化膜钝化膜，使得金属表面，使得金属表面积累积累积累积累了了过过多正电荷多正电荷，发生阳极极化。，发生阳极极化。阴极极化机理：阴极极化机理：n n阴极附近能够阴极附近能够阴极附近能够阴极附近能够接收电子物质接收电子物质接收电子物质接收电子物质因为某种原因因为某种原因与电子与电子与电子与电子相结合反应速度减慢相结合反应速度减慢相结合反应速度减慢相结合反应速度减慢，使，使阴极上有阴极上有负电荷积累负电荷积累负电荷积累负电荷积累，结果使结果使阴极电位变负阴极电位变负阴极电位变负阴极电位变负。第47页2.2.钝化钝化钝化钝化阳极反应受阻现象叫钝化。阳极反应受阻现象叫钝化。阳极反应受阻现象叫钝化。阳极反应受阻现象叫钝化。金属钝化现在有两种解释（理论）金属钝化现在有两种解释（理论）金属钝化现在有两种解释（理论）金属钝化现在有两种解释（理论）（1 1）薄膜理论）薄膜理论）薄膜理论）薄膜理论：金属或合金腐蚀时在表面生成一：金属或合金腐蚀时在表面生成一：金属或合金腐蚀时在表面生成一：金属或合金腐蚀时在表面生成一层非常薄保护膜，通常都是层非常薄保护膜，通常都是层非常薄保护膜，通常都是层非常薄保护膜，通常都是氧化膜氧化膜氧化膜氧化膜，或者叫钝化，或者叫钝化，或者叫钝化，或者叫钝化膜，起到了机械隔离作用。膜，起到了机械隔离作用。膜，起到了机械隔离作用。膜，起到了机械隔离作用。（2 2）吸附理论）吸附理论）吸附理论）吸附理论：金属或合金表面：金属或合金表面：金属或合金表面：金属或合金表面吸附氧吸附氧吸附氧吸附氧，这些氧，这些氧，这些氧，这些氧一部分被金属中一部分被金属中一部分被金属中一部分被金属中电子偶极化电子偶极化电子偶极化电子偶极化，成为偶极子，带，成为偶极子，带，成为偶极子，带，成为偶极子，带正正正正电一端在金属表面上电一端在金属表面上电一端在金属表面上电一端在金属表面上。从而降低阳极活性。从而降低阳极活性。从而降低阳极活性。从而降低阳极活性。3.3.活化活化活化活化 活化是钝化相反过程。包含两种方法：活化是钝化相反过程。包含两种方法：活化是钝化相反过程。包含两种方法：活化是钝化相反过程。包含两种方法：（1 1）表面净化）表面净化）表面净化）表面净化：氢气还原、酸洗去除表面氧化膜。：氢气还原、酸洗去除表面氧化膜。：氢气还原、酸洗去除表面氧化膜。：氢气还原、酸洗去除表面氧化膜。（2 2）增加表面活化区）增加表面活化区）增加表面活化区）增加表面活化区，机械方法（喷砂），使金，机械方法（喷砂），使金，机械方法（喷砂），使金，机械方法（喷砂），使金属表面上各种晶体缺点增加，使表面活化。属表面上各种晶体缺点增加，使表面活化。属表面上各种晶体缺点增加，使表面活化。属表面上各种晶体缺点增加，使表面活化。第48页三、腐蚀基本形式三、腐蚀基本形式形式：形式：形式：形式：局部腐蚀、全方面腐蚀和机械力作用下腐蚀局部腐蚀、全方面腐蚀和机械力作用下腐蚀局部腐蚀、全方面腐蚀和机械力作用下腐蚀局部腐蚀、全方面腐蚀和机械力作用下腐蚀。四、防护方法四、防护方法四、防护方法四、防护方法）电化学保护法）电化学保护法）电化学保护法）电化学保护法阴极保护法阴极保护法阴极保护法阴极保护法：以保护工件为阴极，再加上一个电位更负：以保护工件为阴极，再加上一个电位更负：以保护工件为阴极，再加上一个电位更负：以保护工件为阴极，再加上一个电位更负金属为阳极。金属为阳极。金属为阳极。金属为阳极。阳极保护法阳极保护法阳极保护法阳极保护法：使表面形成钝化膜。：使表面形成钝化膜。：使表面形成钝化膜。：使表面形成钝化膜。）表面覆层处理）表面覆层处理）表面覆层处理）表面覆层处理 阳极金属覆层阳极金属覆层阳极金属覆层阳极金属覆层 阴极金属覆层阴极金属覆层阴极金属覆层阴极金属覆层）加入缓蚀剂）加入缓蚀剂）加入缓蚀剂）加入缓蚀剂：添加特殊活性物质吸附到金属表面，使表：添加特殊活性物质吸附到金属表面，使表：添加特殊活性物质吸附到金属表面，使表：添加特殊活性物质吸附到金属表面，使表面钝化。面钝化。面钝化。面钝化。第49页第50页