? ? ? ?首先我們來(lái)了解下什么是膜層?膜層是附著在物體表面的具有防腐、防刮、防導(dǎo)電和美觀裝飾功能物質(zhì)的統(tǒng)稱,膜層的厚度可以使用膜層測(cè)厚儀來(lái)測(cè)量。膜層的形成可以是被動(dòng)形成的,例如我們?cè)阡摬谋砻鏋榱朔栏瑸殇摬耐可嫌推?。膜層的形成也可以是主?dòng)式的,例如不銹鋼由于在生產(chǎn)中加入了鎳與鉻元素,會(huì)在不銹鋼的表面自動(dòng)形成一層致密防腐的富鉻氧化膜。不管是哪種類型的膜層,其附著在物體表面都有一定的厚度,由于膜層需要與基底材料相結(jié)合,所以厚度是不能無(wú)限增加的,相反,大部分的膜層厚度相對(duì)基底材料都很薄。今天我們要探討的問題是,膜層厚度會(huì)隨溫度變化而變化嗎?對(duì)于這個(gè)問題,我們可以從兩個(gè)方面進(jìn)行討論。即膜層在形成時(shí),其厚度與溫度的變化關(guān)系;另外膜層已經(jīng)形成后,外部環(huán)境的變化與膜層的關(guān)系。
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? ? ? ?膜層在形成時(shí),其厚度與溫度的變化關(guān)系。我們以磷化反應(yīng)形成的磷化膜為例,磷化膜是指金屬表面與含磷酸二氫鹽的酸性溶液接觸,發(fā)生化學(xué)反應(yīng),而在金屬表面生成穩(wěn)定的不溶性的無(wú)機(jī)化合物膜層。磷化膜厚度與磷化時(shí)間和溫度是有很大關(guān)系的,一般情況下磷化反應(yīng)發(fā)生的時(shí)間越長(zhǎng)溫度越高,所生成的磷化液的磷化膜越厚。這個(gè)規(guī)律只適用于一定范圍內(nèi),當(dāng)磷化膜達(dá)到一定厚度時(shí),孔隙減少,磷化工作液已不能與基體金屬接觸而發(fā)生磷化反應(yīng),再延長(zhǎng)磷化時(shí)間也不能增加磷化膜的厚度。磷化溫度更不能太高,如溫度過高,會(huì)導(dǎo)致磷化膜粗糙、多孔,耐蝕性能下降,更嚴(yán)重的是使工作液中的大量有效成分變?yōu)槌猎?,打破磷化工作液的平衡,并可能使磷化膜表面產(chǎn)生大量的掛灰。所以,磷化膜的膜層厚度形成過程中很明顯是會(huì)隨著溫度變化而變化的。
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電鍍過程中膜層逐漸形成
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? ? ? ?我們?cè)僖粤硪粋€(gè)電鍍膜層形成舉例,電鍍膜層的厚度與電鍍時(shí)間和電流密度有很大關(guān)系。當(dāng)電流密度過低時(shí),陰極極化作用較小,鍍層結(jié)晶粗大,甚至沒有鍍層。而隨著電流密度的增加,陰極極化作用也隨著增加,鍍層晶粒越來(lái)越細(xì)。當(dāng)電流密度過高,超過極限電流密度時(shí),鍍層質(zhì)量開始惡化,甚至出現(xiàn)海綿體、枝晶狀、“燒焦”及發(fā)黑等。電流密度的上限和下限是由電鍍液的本性、濃度、溫度和攪拌等因素決定的。一般情況下,主鹽濃度增大,鍍液溫度升高,以及有攪拌的條件下,可以允許采用較大的電流密度。所以在進(jìn)行電鍍時(shí),鍍液的溫度影響著最大電流密度,而電流密度與鍍層的厚度和質(zhì)量有很大的關(guān)系。由于電鍍的整個(gè)過程都是在鍍液中進(jìn)行的,所以我們認(rèn)為電鍍層厚度與溫度也是有關(guān)聯(lián)的。
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? ? ? ?現(xiàn)在我們需要簡(jiǎn)單的討論膜層厚度與溫度變化的第二種情況,當(dāng)膜層已經(jīng)形成后,其厚度會(huì)不會(huì)隨著外部環(huán)境的變化而變化。從物理學(xué)上來(lái)說,溫度越高分子運(yùn)動(dòng)的越快,所以溫度變化時(shí),物體的厚度也會(huì)有一定的變化。但這種變化程度是非常小的,幾乎感覺不到。對(duì)于膜層來(lái)說,溫度變化膜層厚度也會(huì)有相應(yīng)的變化,但由于膜層厚度本身就比較小,相對(duì)于基體材料的厚度,膜層厚度隨著溫度的變化可以忽略不計(jì)。
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? ? ? ?總的來(lái)說,膜層在形成時(shí),膜層厚度與溫度是有很大的關(guān)聯(lián)的,而膜層已經(jīng)形成后,膜層厚度隨著溫度變化的幅度會(huì)非常的小,可以忽略不計(jì)。因此,對(duì)于問題膜層厚度會(huì)隨溫度變化而變化嗎?答案是肯定的。