为什么钢铁厂里的金属不准用手触摸?为什么机箱黑化之后耐久度大增?能够生锈的除了金属之外还有没有其他物质?金属是如何被打造成“九天玄铁”的?阳极氧化的原理究竟是什么?本期,就让我们探讨一下当今普遍的金属工艺技术:阳极氧化处理。
金属,在我们的日常生活中多以“硬汉”的形态出现——坚硬、耐磨、强度高、质感强……但你可能不知道,其实金属在刚出生时也是非常脆弱的。
俗话说“不打不成器”,在“成器”之前金属的作用并不大。即使是在“成器”之后,只要工序的步骤没有走完,金属仍旧是一种很脆弱的物体。而造成“脆弱”的直接原因,就是众多金属的致命弱点——腐蚀现象。
腐蚀是指因工程材料与其周围的物质发生化学反应而导致解体的现象,铁生锈就是常见的腐蚀。虽然腐蚀也发生在其他不是金属的物质上,如陶瓷和某些塑料。但其中只有金属的腐蚀程度是强烈的。
所谓一物克一物,当坚固的金属与轻盈的氧气接触时可能会要了金属的命。那是因为氧化反应会让金属腐蚀。更有甚者,某些金属在出厂前,绝对不能用手触摸,否则就会导致金属腐蚀。因为人手上带有汗水,而汗水中的微量盐分足以引起金属的溃烂。
一旦开始溃烂,金属就像得了可怕的传染性皮肤病。溃烂可能集中在局部出现,从而导致材料上出现孔洞甚至裂缝;也有可能在一个较大面积的表面上几乎平均地分布,这时金属就已经奄奄一息了。
这些还只是表面能看得见的腐蚀,更可怕的是一些从表面无法被观察到,也难以预料到的腐蚀。而被腐蚀过后的金属就失去了它的原本作用,例如铁生锈后就变成了氧化铁,只能悲哀得作为铁红色颜料来使用了,可见金属在某些方面确实非常脆弱。
金属虽然天生有易被腐蚀的弱点,但其作为原材料的使命决定了它绝不能脆弱。例如其自身的努力修复就体现了“可造之材”的本质:许多金属在被腐蚀后会在表面形成一层薄膜,其实这是金属自身的一种保护措施。用来阻止和延缓进一步的氧化过程。金属在正常腐蚀的条件下,这层薄膜达到1微米后就不再增长,这种现象被称为金属的钝化现象。
需要注意的是,常见的铁锈并不是我们所说的钝化现象,这是因为铁锈的厚度通常都比较厚,而且无法起到保护作用。
金属大面积腐蚀效果
通常情况下,金属生成薄膜的反应速度非常快,而当薄膜达到足够厚度时,反应就停止了。铝、不锈钢、钛以及硅在中性PH值的空气和水中都会产生钝化现象。
但是,钝化只能处理一些暴露在表面的腐蚀,某些特别且难以观察到的腐朽类型仍然可以畅通无阻。如孔蚀,前面提到金属的溃烂一旦集中在局部出现,腐蚀就会深入到金属内部形成孔状的形态。除此之外还有微生物腐蚀,一旦碰上这种有生命的有机体参与的腐蚀,金属就更加无能为力了。