固体材料的表面特点及表面清洗精选PPT.ppt

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1、关于固体材料的表面特点及表面清洗关于固体材料的表面特点及表面清洗第1页，讲稿共36张，创作于星期日第一节第一节第一节第一节 固体材料表面与内部不同固体材料表面与内部不同固体材料表面与内部不同固体材料表面与内部不同 固体表面：指固气界面或固液界面，它实固体表面：指固气界面或固液界面，它实固体表面：指固气界面或固液界面，它实固体表面：指固气界面或固液界面，它实 际上是由凝聚态物质靠近气体或真际上是由凝聚态物质靠近气体或真际上是由凝聚态物质靠近气体或真际上是由凝聚态物质靠近气体或真 空的一个或几个原子层空的一个或几个原子层空的一个或几个原子层空的一个或几个原子层(0.5(0.5(0.5(0.510n

2、m)10nm)10nm)10nm)组成，是凝聚态对气体或真空的一组成，是凝聚态对气体或真空的一组成，是凝聚态对气体或真空的一组成，是凝聚态对气体或真空的一 种过渡。种过渡。种过渡。种过渡。稳定状态：稳定状态：稳定状态：稳定状态：能量最小能量最小能量最小能量最小第2页，讲稿共36张，创作于星期日固体表面的特点：固体表面的特点：固体表面的特点：固体表面的特点：1 1 1 1组分不同组分不同组分不同组分不同:成分偏析成分偏析成分偏析成分偏析:很多合金在很多合金在很多合金在很多合金在 表面上会富集某种合金表面上会富集某种合金表面上会富集某种合金表面上会富集某种合金 元素，如元素，如元素，如元素，如 不

3、锈钢表面的不锈钢表面的不锈钢表面的不锈钢表面的 CrCrCrCr可达内部的可达内部的可达内部的可达内部的7 7 7 7倍。倍。倍。倍。表面吸附外来的一些原子或表面吸附外来的一些原子或分子分子。第3页，讲稿共36张，创作于星期日2 2 2 2原子排列不同原子排列不同原子排列不同原子排列不同:表面重构：是指表面最外层原子的排列周期与体内表面重构：是指表面最外层原子的排列周期与体内表面重构：是指表面最外层原子的排列周期与体内表面重构：是指表面最外层原子的排列周期与体内不一样不一样不一样不一样.第4页，讲稿共36张，创作于星期日 表面驰豫：表面原子发生相对于正常位置表面驰豫：表面原子发生相对于正常位置

4、表面驰豫：表面原子发生相对于正常位置表面驰豫：表面原子发生相对于正常位置(三维三维三维三维结构结构结构结构)的上、下位移以降低体系能量的上、下位移以降低体系能量的上、下位移以降低体系能量的上、下位移以降低体系能量.表面上原子的表面上原子的表面上原子的表面上原子的这种位移（压缩或膨胀）称为表面驰豫这种位移（压缩或膨胀）称为表面驰豫这种位移（压缩或膨胀）称为表面驰豫这种位移（压缩或膨胀）称为表面驰豫.其表现为其表现为其表现为其表现为表面最外层原子间距离与体内原子间距离不一样，表面最外层原子间距离与体内原子间距离不一样，表面最外层原子间距离与体内原子间距离不一样，表面最外层原子间距离与体内原子间距离

5、不一样，或者增长，或者减少或者增长，或者减少或者增长，或者减少或者增长，或者减少.第5页，讲稿共36张，创作于星期日 表面缺陷：台阶、表面缺陷：台阶、表面缺陷：台阶、表面缺陷：台阶、弯折、空位等弯折、空位等弯折、空位等弯折、空位等 第6页，讲稿共36张，创作于星期日第7页，讲稿共36张，创作于星期日第二节第二节 固体表面的吸附固体表面的吸附一、一、一、一、固体对气体的吸附固体对气体的吸附固体对气体的吸附固体对气体的吸附第8页，讲稿共36张，创作于星期日 固体表面对气体吸附的两种形式：固体表面对气体吸附的两种形式：固体表面对气体吸附的两种形式：固体表面对气体吸附的两种形式：物理吸附物理吸附物理吸

6、附物理吸附：固体表面与被吸附分子：固体表面与被吸附分子：固体表面与被吸附分子：固体表面与被吸附分子 之间的力是范德华力。之间的力是范德华力。之间的力是范德华力。之间的力是范德华力。化学吸附化学吸附化学吸附化学吸附：二者之间的力和化合物：二者之间的力和化合物：二者之间的力和化合物：二者之间的力和化合物 中原子之间形成化学键中原子之间形成化学键中原子之间形成化学键中原子之间形成化学键 的力相似，较范德华力的力相似，较范德华力的力相似，较范德华力的力相似，较范德华力 大的多。大的多。大的多。大的多。第9页，讲稿共36张，创作于星期日 物理吸附和化学吸附有着不同的特点物理吸附和化学吸附有着不同的特点物

7、理吸附和化学吸附有着不同的特点物理吸附和化学吸附有着不同的特点:物理吸附物理吸附物理吸附物理吸附 化学吸附化学吸附化学吸附化学吸附吸附热：吸附热：吸附热：吸附热：小小小小（约（约（约（约1 1 1 140KJ/mol40KJ/mol40KJ/mol40KJ/mol）大大大大（40404040400KJ/mol400KJ/mol400KJ/mol400KJ/mol）吸附力：吸附力：吸附力：吸附力：弱（范德华力）弱（范德华力）弱（范德华力）弱（范德华力）强（化学键力）强（化学键力）强（化学键力）强（化学键力）选择性：选择性：选择性：选择性：无无无无 有有有有吸附速度：吸附速度：吸附速度：吸附速度：

8、快快快快 慢慢慢慢吸附层：吸附层：吸附层：吸附层：多分子层或单分子层多分子层或单分子层多分子层或单分子层多分子层或单分子层 单分子层单分子层单分子层单分子层吸附结构：吸附结构：吸附结构：吸附结构：基本同吸附质分子结构基本同吸附质分子结构基本同吸附质分子结构基本同吸附质分子结构 形成新的化合态形成新的化合态形成新的化合态形成新的化合态可逆性：可逆性：可逆性：可逆性：可逆（易解吸）可逆（易解吸）可逆（易解吸）可逆（易解吸）不可逆不可逆不可逆不可逆电子转移：电子转移：电子转移：电子转移：无无无无 有有有有吸附活化能：吸附活化能：吸附活化能：吸附活化能：不需不需不需不需 需，且较高需，且较高需，且较高

9、需，且较高吸附温度：吸附温度：吸附温度：吸附温度：低低低低 较高较高较高较高第10页，讲稿共36张，创作于星期日第11页，讲稿共36张，创作于星期日固体表面对液体吸附的特点：固体表面对液体吸附的特点：固体表面对液体吸附的特点：固体表面对液体吸附的特点：1 1 1 1电解质吸附：电解质吸附：电解质吸附：电解质吸附：非电解质吸附：非电解质吸附：非电解质吸附：非电解质吸附：2 2 2 2正吸附：吸附层内溶质的浓度比本正吸附：吸附层内溶质的浓度比本正吸附：吸附层内溶质的浓度比本正吸附：吸附层内溶质的浓度比本 体相大。体相大。体相大。体相大。负吸附：吸附层内溶质的浓度比本负吸附：吸附层内溶质的浓度比本负

10、吸附：吸附层内溶质的浓度比本负吸附：吸附层内溶质的浓度比本 体相小。体相小。体相小。体相小。3 3 3 3固体表面的粗糙度及污染程度对吸固体表面的粗糙度及污染程度对吸固体表面的粗糙度及污染程度对吸固体表面的粗糙度及污染程度对吸 附有很大的影响，液体表面张力的附有很大的影响，液体表面张力的附有很大的影响，液体表面张力的附有很大的影响，液体表面张力的 影响也很重要影响也很重要影响也很重要影响也很重要二、二、固体对液体的吸附固体对液体的吸附第12页，讲稿共36张，创作于星期日固、液、气三相稳定接触时：固、液、气三相稳定接触时：固、液、气三相稳定接触时：固、液、气三相稳定接触时：接触角：接触角第13页

11、，讲稿共36张，创作于星期日 若若若若 90909090，不润湿，液体不易铺展，不润湿，液体不易铺展，不润湿，液体不易铺展，不润湿，液体不易铺展，越大润湿性越差；越大润湿性越差；越大润湿性越差；越大润湿性越差；180180180180，完全不润湿，液体呈球状；，完全不润湿，液体呈球状；，完全不润湿，液体呈球状；，完全不润湿，液体呈球状；90909090，润湿，液体易在表面展开，润湿，液体易在表面展开，润湿，液体易在表面展开，润湿，液体易在表面展开，越小润湿性越好；越小润湿性越好；越小润湿性越好；越小润湿性越好；0000，完全润湿，液体完全铺展开。，完全润湿，液体完全铺展开。，完全润湿，液体完全

12、铺展开。，完全润湿，液体完全铺展开。第14页，讲稿共36张，创作于星期日 在固、液、气三相稳定接触时：在固、液、气三相稳定接触时：在固、液、气三相稳定接触时：在固、液、气三相稳定接触时：S S S S=L L L Lcos+cos+cos+cos+SL SL SL SL Young Young Young Young方程式。凡能引起任一界面张力变化的因素都能影方程式。凡能引起任一界面张力变化的因素都能影方程式。凡能引起任一界面张力变化的因素都能影方程式。凡能引起任一界面张力变化的因素都能影响固体表面的接触角（即润湿性）。响固体表面的接触角（即润湿性）。响固体表面的接触角（即润湿性）。响固体表面

13、的接触角（即润湿性）。当当当当S S S S SLSLSLSL时，则时，则时，则时，则cos 0 0 0 0 90，此时为润湿；，此时为润湿；，此时为润湿；，此时为润湿；而且而且而且而且S S S S 和和和和SLSLSLSL相差越大，相差越大，相差越大，相差越大，角越小，润湿性越好。角越小，润湿性越好。角越小，润湿性越好。角越小，润湿性越好。当当当当S S S S SLSLSLSL时，则时，则时，则时，则cos 90cos 90cos 90cos 90，此时不润，此时不润，此时不润，此时不润湿；当湿；当湿；当湿；当SLSLSLSL 越大和越大和越大和越大和L L L L 越小时，越小时，越小

14、时，越小时，越大越大越大越大,不润湿程度越严不润湿程度越严不润湿程度越严不润湿程度越严重。重。重。重。第15页，讲稿共36张，创作于星期日 三相稳定接触情况下，三个界面张力之间必须满足下列三相稳定接触情况下，三个界面张力之间必须满足下列三相稳定接触情况下，三个界面张力之间必须满足下列三相稳定接触情况下，三个界面张力之间必须满足下列不等式：不等式：不等式：不等式：S S S S L L L L +SLSLSLSL 而而而而 SLSLSLSLL L L L+S S S S2(2(2(2(S S S Sd d d d L L L Ld d d d)1/21/21/21/2-I-I-I-ISLSLSL

15、SL 其中：其中：其中：其中：S S S Sd d d d 、L L L Ld d d d 分别为固体和液体表面的范德华力；分别为固体和液体表面的范德华力；分别为固体和液体表面的范德华力；分别为固体和液体表面的范德华力；I I I ISLSLSLSL是由范德华力之外的力引起的界面相互作用的势能是由范德华力之外的力引起的界面相互作用的势能是由范德华力之外的力引起的界面相互作用的势能是由范德华力之外的力引起的界面相互作用的势能 上述条件可以表述为：上述条件可以表述为：上述条件可以表述为：上述条件可以表述为：2 2 2 2L L L L 2(2(2(2(S S S Sd d d d L L L Ld

16、 d d d)1/2 1/2 1/2 1/2 I I I ISLSLSLSL 对于碳氢化合物，对于碳氢化合物，对于碳氢化合物，对于碳氢化合物，I I I ISLSLSLSL 0 0 0 0，S S S Sd d d d L L L Ld d d d 则完全润湿的必要条件：则完全润湿的必要条件：则完全润湿的必要条件：则完全润湿的必要条件：L L L L S S S Sd d d d第16页，讲稿共36张，创作于星期日 液体和固体之间的吸附粘结力液体和固体之间的吸附粘结力液体和固体之间的吸附粘结力液体和固体之间的吸附粘结力I I I ISLSLSLSL可表示为：可表示为：可表示为：可表示为：I I

17、 I ISLSLSLSLL L L L+S S S S SLSLSLSL L L L L（1 1 1 1coscoscoscos）即固液之间的粘结力大小是与液体表面张力即固液之间的粘结力大小是与液体表面张力即固液之间的粘结力大小是与液体表面张力即固液之间的粘结力大小是与液体表面张力L L L L及接触及接触及接触及接触角角角角相关的。相关的。相关的。相关的。从从从从YoungYoungYoungYoung方程可以知道：对同一种固体和液体界面组方程可以知道：对同一种固体和液体界面组方程可以知道：对同一种固体和液体界面组方程可以知道：对同一种固体和液体界面组合，表面能高的固体比表面能低的固体更容易

18、被液体润合，表面能高的固体比表面能低的固体更容易被液体润合，表面能高的固体比表面能低的固体更容易被液体润合，表面能高的固体比表面能低的固体更容易被液体润湿。湿。湿。湿。故可以通过改变三个相界面上的故可以通过改变三个相界面上的故可以通过改变三个相界面上的故可以通过改变三个相界面上的值来调整接触角，亦即值来调整接触角，亦即值来调整接触角，亦即值来调整接触角，亦即可以通过一些表面活性物质来改变润湿角可以通过一些表面活性物质来改变润湿角可以通过一些表面活性物质来改变润湿角可以通过一些表面活性物质来改变润湿角大小，从而改变固大小，从而改变固大小，从而改变固大小，从而改变固液表面之间的粘结力。液表面之间的

19、粘结力。液表面之间的粘结力。液表面之间的粘结力。第17页，讲稿共36张，创作于星期日三、固体对固体的吸附三、固体对固体的吸附三、固体对固体的吸附三、固体对固体的吸附 固体对固体表面之间同样有吸附作用，其粘附力固体对固体表面之间同样有吸附作用，其粘附力固体对固体表面之间同样有吸附作用，其粘附力固体对固体表面之间同样有吸附作用，其粘附力W W W WABABABAB表表表表 示粘附程度：示粘附程度：示粘附程度：示粘附程度：W W W WABABABAB=A A A A+B B B B-ABABABAB。固体对固体的吸附也有它的特点：固体对固体的吸附也有它的特点：固体对固体的吸附也有它的特点：固体对

20、固体的吸附也有它的特点：两个不同物质间的粘附功往往超过其中较弱一物质两个不同物质间的粘附功往往超过其中较弱一物质两个不同物质间的粘附功往往超过其中较弱一物质两个不同物质间的粘附功往往超过其中较弱一物质 的内聚力。的内聚力。的内聚力。的内聚力。表面的污染会使粘附功大大减小，而这种污染是非表面的污染会使粘附功大大减小，而这种污染是非表面的污染会使粘附功大大减小，而这种污染是非表面的污染会使粘附功大大减小，而这种污染是非 常迅速的。常迅速的。常迅速的。常迅速的。固体的吸附作用只有当固体断面很小，并且很清洁固体的吸附作用只有当固体断面很小，并且很清洁固体的吸附作用只有当固体断面很小，并且很清洁固体的吸

21、附作用只有当固体断面很小，并且很清洁 时才能表现出来。时才能表现出来。时才能表现出来。时才能表现出来。第18页，讲稿共36张，创作于星期日第三节第三节 固体表面结构固体表面结构 一一一一理想表面结构理想表面结构理想表面结构理想表面结构 理想表面是一种理论上的结构完整的二维理想表面是一种理论上的结构完整的二维理想表面是一种理论上的结构完整的二维理想表面是一种理论上的结构完整的二维点阵平面，忽略了：点阵平面，忽略了：点阵平面，忽略了：点阵平面，忽略了：晶体内部周期性热场在表面中断的影响晶体内部周期性热场在表面中断的影响晶体内部周期性热场在表面中断的影响晶体内部周期性热场在表面中断的影响 表面原子的

22、热运动及扩散现象表面原子的热运动及扩散现象表面原子的热运动及扩散现象表面原子的热运动及扩散现象 表面出现的缺陷表面出现的缺陷表面出现的缺陷表面出现的缺陷 表面外界环境的作用表面外界环境的作用表面外界环境的作用表面外界环境的作用第19页，讲稿共36张，创作于星期日二清洁表面结构二清洁表面结构二清洁表面结构二清洁表面结构 不存在任何污染的化学纯表面，即不存在不存在任何污染的化学纯表面，即不存在不存在任何污染的化学纯表面，即不存在不存在任何污染的化学纯表面，即不存在吸附、催化反应或杂质扩散等一系列物理、化吸附、催化反应或杂质扩散等一系列物理、化吸附、催化反应或杂质扩散等一系列物理、化吸附、催化反应或

23、杂质扩散等一系列物理、化学效应的表面。学效应的表面。学效应的表面。学效应的表面。清洁表面与理想表面不同在于：它存在表清洁表面与理想表面不同在于：它存在表清洁表面与理想表面不同在于：它存在表清洁表面与理想表面不同在于：它存在表面驰豫、表面重构及表面台阶等缺陷。面驰豫、表面重构及表面台阶等缺陷。面驰豫、表面重构及表面台阶等缺陷。面驰豫、表面重构及表面台阶等缺陷。第20页，讲稿共36张，创作于星期日三、实际表面结构三、实际表面结构 实际表面的一些重要特点：实际表面的一些重要特点：实际表面的一些重要特点：实际表面的一些重要特点：1 1 1 1表面粗糙度：表面粗糙度：表面粗糙度：表面粗糙度：2 2 2

24、2贝尔比层：贝尔比层：贝尔比层：贝尔比层：约约约约5 5 5 510nm10nm10nm10nm厚的一种非晶态层厚的一种非晶态层厚的一种非晶态层厚的一种非晶态层,其成分其成分其成分其成分为金属和它的氧化物，而性质与体内明显不同。为金属和它的氧化物，而性质与体内明显不同。为金属和它的氧化物，而性质与体内明显不同。为金属和它的氧化物，而性质与体内明显不同。3 3 3 3残余应力（内应力）：残余应力（内应力）：残余应力（内应力）：残余应力（内应力）：按照作用力范围分为宏按照作用力范围分为宏按照作用力范围分为宏按照作用力范围分为宏观内应力和微观内应力（一种作用范围大致与晶粒尺寸为同一数观内应力和微观内

25、应力（一种作用范围大致与晶粒尺寸为同一数观内应力和微观内应力（一种作用范围大致与晶粒尺寸为同一数观内应力和微观内应力（一种作用范围大致与晶粒尺寸为同一数量级，另一种则更小，但却是普遍存在的）。量级，另一种则更小，但却是普遍存在的）。量级，另一种则更小，但却是普遍存在的）。量级，另一种则更小，但却是普遍存在的）。4.4.4.4.表面氧化，吸附和粘污：表面氧化，吸附和粘污：表面氧化，吸附和粘污：表面氧化，吸附和粘污：表面氧化可形成一表面氧化可形成一表面氧化可形成一表面氧化可形成一层或多层的一种或多种氧化物（包括一些不稳定的氧化物和层或多层的一种或多种氧化物（包括一些不稳定的氧化物和层或多层的一种或

26、多种氧化物（包括一些不稳定的氧化物和层或多层的一种或多种氧化物（包括一些不稳定的氧化物和易挥发的氧化物）。易挥发的氧化物）。易挥发的氧化物）。易挥发的氧化物）。第21页，讲稿共36张，创作于星期日第22页，讲稿共36张，创作于星期日第四节第四节 固体表面清洗固体表面清洗 一、一、一、一、概述概述概述概述 金属表面的断面模型图：金属表面的断面模型图：金属表面的断面模型图：金属表面的断面模型图：第23页，讲稿共36张，创作于星期日 加工层加工层加工层加工层:紧靠基体，是由于机加工而造成的与材料内部的组织、结构不紧靠基体，是由于机加工而造成的与材料内部的组织、结构不紧靠基体，是由于机加工而造成的与材

27、料内部的组织、结构不紧靠基体，是由于机加工而造成的与材料内部的组织、结构不同的表面层。同的表面层。同的表面层。同的表面层。扩散层扩散层扩散层扩散层:加工层组织和基体材料组织呈掺杂状态的层带。加工层组织和基体材料组织呈掺杂状态的层带。加工层组织和基体材料组织呈掺杂状态的层带。加工层组织和基体材料组织呈掺杂状态的层带。氧化层氧化层氧化层氧化层:金属材料暴露在空气中时表面生成的膜层（氧化膜和氧化金属材料暴露在空气中时表面生成的膜层（氧化膜和氧化金属材料暴露在空气中时表面生成的膜层（氧化膜和氧化金属材料暴露在空气中时表面生成的膜层（氧化膜和氧化皮）皮）皮）皮）。锈锈锈锈 层层层层:表面因腐蚀而生成的化

28、学产物，表面疏松，与基体结合不表面因腐蚀而生成的化学产物，表面疏松，与基体结合不表面因腐蚀而生成的化学产物，表面疏松，与基体结合不表面因腐蚀而生成的化学产物，表面疏松，与基体结合不牢，对基体无保护作用甚至还可能促进基体的进一步腐蚀。牢，对基体无保护作用甚至还可能促进基体的进一步腐蚀。牢，对基体无保护作用甚至还可能促进基体的进一步腐蚀。牢，对基体无保护作用甚至还可能促进基体的进一步腐蚀。污物层污物层污物层污物层:一般指附着在表面的微细的碳黑状粉末，其粒度一般小一般指附着在表面的微细的碳黑状粉末，其粒度一般小一般指附着在表面的微细的碳黑状粉末，其粒度一般小一般指附着在表面的微细的碳黑状粉末，其粒度

29、一般小于于于于0.01um(0.01um(0.01um(0.01um(导电型或非导电型，有机污物或无机污物导电型或非导电型，有机污物或无机污物导电型或非导电型，有机污物或无机污物导电型或非导电型，有机污物或无机污物)第24页，讲稿共36张，创作于星期日 清洁表面时，只有加工层和扩散层可以清洁表面时，只有加工层和扩散层可以清洁表面时，只有加工层和扩散层可以清洁表面时，只有加工层和扩散层可以予以保留予以保留予以保留予以保留,其它的几层物质其它的几层物质其它的几层物质其它的几层物质,都要尽可能的都要尽可能的都要尽可能的都要尽可能的清洗干净。清洗干净。清洗干净。清洗干净。方法一般有：方法一般有：方法一

30、般有：方法一般有：除油除油除油除油:除去表面油脂等污物。除去表面油脂等污物。除去表面油脂等污物。除去表面油脂等污物。浸酸浸酸浸酸浸酸:一般称除去薄氧化膜的化学处理方法。一般称除去薄氧化膜的化学处理方法。一般称除去薄氧化膜的化学处理方法。一般称除去薄氧化膜的化学处理方法。除磷除磷除磷除磷:一般称除去氧化皮的化学处理方法。一般称除去氧化皮的化学处理方法。一般称除去氧化皮的化学处理方法。一般称除去氧化皮的化学处理方法。酸洗酸洗酸洗酸洗:一般称除去氧化皮、锈及表面生成物的化学一般称除去氧化皮、锈及表面生成物的化学一般称除去氧化皮、锈及表面生成物的化学一般称除去氧化皮、锈及表面生成物的化学处理方法。处理

31、方法。处理方法。处理方法。浸蚀浸蚀浸蚀浸蚀:为了去除变质层（加工层、扩散层），根据情况，为了去除变质层（加工层、扩散层），根据情况，为了去除变质层（加工层、扩散层），根据情况，为了去除变质层（加工层、扩散层），根据情况，有时需腐蚀基体的化学处理方法。有时需腐蚀基体的化学处理方法。有时需腐蚀基体的化学处理方法。有时需腐蚀基体的化学处理方法。第25页，讲稿共36张，创作于星期日二、除二、除 锈锈 机械法机械法机械法机械法:利用机械的方法（如喷砂、研磨、滚光等）使利用机械的方法（如喷砂、研磨、滚光等）使利用机械的方法（如喷砂、研磨、滚光等）使利用机械的方法（如喷砂、研磨、滚光等）使金属制品表面达到整

32、平的同时除去表面锈层。金属制品表面达到整平的同时除去表面锈层。金属制品表面达到整平的同时除去表面锈层。金属制品表面达到整平的同时除去表面锈层。化学法化学法化学法化学法:利用酸或碱溶液对金属制品进行强浸蚀利用酸或碱溶液对金属制品进行强浸蚀利用酸或碱溶液对金属制品进行强浸蚀利用酸或碱溶液对金属制品进行强浸蚀处理处理处理处理,使表面的锈层通过化学作用和浸蚀过程中所产生的使表面的锈层通过化学作用和浸蚀过程中所产生的使表面的锈层通过化学作用和浸蚀过程中所产生的使表面的锈层通过化学作用和浸蚀过程中所产生的氢气泡的机械剥离作用而被除去。氢气泡的机械剥离作用而被除去。氢气泡的机械剥离作用而被除去。氢气泡的机械

33、剥离作用而被除去。电化学法电化学法电化学法电化学法:在酸或碱液中对金属制品进行阴极或在酸或碱液中对金属制品进行阴极或在酸或碱液中对金属制品进行阴极或在酸或碱液中对金属制品进行阴极或阳极处理除去锈层。阳极处理除去锈层。阳极处理除去锈层。阳极处理除去锈层。阳极除锈是由于化学溶解、电化学溶解和电极阳极除锈是由于化学溶解、电化学溶解和电极阳极除锈是由于化学溶解、电化学溶解和电极阳极除锈是由于化学溶解、电化学溶解和电极反应析出的氢气泡的机械剥落作用；反应析出的氢气泡的机械剥落作用；反应析出的氢气泡的机械剥落作用；反应析出的氢气泡的机械剥落作用；阴极除锈则是由于化学溶解和阴极析出氢气的机阴极除锈则是由于化

34、学溶解和阴极析出氢气的机阴极除锈则是由于化学溶解和阴极析出氢气的机阴极除锈则是由于化学溶解和阴极析出氢气的机械剥离作用。械剥离作用。械剥离作用。械剥离作用。第26页，讲稿共36张，创作于星期日2.1 2.1 2.1 2.1 化学法除锈化学法除锈化学法除锈化学法除锈 对于钢铁对于钢铁对于钢铁对于钢铁,一般使用一般使用一般使用一般使用H H H H2 2 2 2SOSOSOSO4 4 4 4去除氧化皮的原理是去除氧化皮的原理是去除氧化皮的原理是去除氧化皮的原理是:氧化皮氧化皮氧化皮氧化皮 FeFeFeFe2 2 2 2O O O O3 3 3 3+3H+3H+3H+3H2 2 2 2SOSOSOS

35、O4 4 4 4=Fe=Fe=Fe=Fe2 2 2 2(SO(SO(SO(SO4 4 4 4)3 3 3 3+3H+3H+3H+3H2 2 2 20 0 0 0 Fe Fe Fe Fe3 3 3 3O O O O4 4 4 4+4H+4H+4H+4H2 2 2 2SOSOSOSO4 4 4 4=FeSO=FeSO=FeSO=FeSO4 4 4 4 +Fe+Fe+Fe+Fe2 2 2 2(SO(SO(SO(SO4 4 4 4)3 3 3 3+4H+4H+4H+4H2 2 2 20 0 0 0 FeO+H FeO+H FeO+H FeO+H2 2 2 2SOSOSOSO4 4 4 4=FeSO=F

36、eSO=FeSO=FeSO4 4 4 4+H+H+H+H2 2 2 20 0 0 0 基体基体基体基体 Fe+HFe+HFe+HFe+H2 2 2 2SOSOSOSO4 4 4 4=FeSO=FeSO=FeSO=FeSO4 4 4 4+H+H+H+H2 2 2 2 产物产物产物产物 FeFeFeFe2 2 2 2(SO(SO(SO(SO4 4 4 4)3 3 3 3+H+H+H+H2 2 2 2=2 FeSO=2 FeSO=2 FeSO=2 FeSO4 4 4 4+H+H+H+H2 2 2 2SOSOSOSO4 4 4 4 Fe Fe Fe Fe2 2 2 2(SO(SO(SO(SO4 4 4

37、 4)3 3 3 3+Fe=3 FeSO+Fe=3 FeSO+Fe=3 FeSO+Fe=3 FeSO4 4 4 4第27页，讲稿共36张，创作于星期日 H H H H2 2 2 2SOSOSOSO4 4 4 4浓度浓度浓度浓度,温度对浸蚀时间的关系温度对浸蚀时间的关系温度对浸蚀时间的关系温度对浸蚀时间的关系第28页，讲稿共36张，创作于星期日 温度越高温度越高温度越高温度越高,浓度越大浓度越大浓度越大浓度越大,则氧化皮溶解越快则氧化皮溶解越快则氧化皮溶解越快则氧化皮溶解越快,一般采用一般采用一般采用一般采用10%10%10%10%20%20%20%20%的的的的H H H H2 2 2 2SO

38、SOSOSO4 4 4 4浓度和浓度和浓度和浓度和40404040的浸蚀温度的浸蚀温度的浸蚀温度的浸蚀温度为酸洗的工艺条件。为酸洗的工艺条件。为酸洗的工艺条件。为酸洗的工艺条件。用用用用HClHClHClHCl去除钢铁件氧化皮去除钢铁件氧化皮去除钢铁件氧化皮去除钢铁件氧化皮,其原理与其原理与其原理与其原理与H H H H2 2 2 2SOSOSOSO4 4 4 4相同，相同，相同，相同，但速度快约但速度快约但速度快约但速度快约1.51.51.51.52 2 2 2倍；实际生产中倍；实际生产中倍；实际生产中倍；实际生产中,一般采用浓一般采用浓一般采用浓一般采用浓度为度为度为度为15%(10%15

39、%(10%15%(10%15%(10%20%)20%)20%)20%)左右和室温条件进行酸洗。左右和室温条件进行酸洗。左右和室温条件进行酸洗。左右和室温条件进行酸洗。第29页，讲稿共36张，创作于星期日2.2 2.2 2.2 2.2 电解法除锈电解法除锈电解法除锈电解法除锈 酸液电解：（酸液电解：（酸液电解：（酸液电解：（5 5 5 520%20%20%20%的的的的H H H H2 2 2 2SOSOSOSO4 4 4 4），更容易除去粘结），更容易除去粘结），更容易除去粘结），更容易除去粘结 牢固的氧化皮，而且酸液浓度有些变化牢固的氧化皮，而且酸液浓度有些变化牢固的氧化皮，而且酸液浓度有些

40、变化牢固的氧化皮，而且酸液浓度有些变化 也不显著影响浸蚀效果。且对基体腐蚀也不显著影响浸蚀效果。且对基体腐蚀也不显著影响浸蚀效果。且对基体腐蚀也不显著影响浸蚀效果。且对基体腐蚀 小，操作管理容易，但需要设备，要增小，操作管理容易，但需要设备，要增小，操作管理容易，但需要设备，要增小，操作管理容易，但需要设备，要增 加挂具，氧化皮溶解不均。加挂具，氧化皮溶解不均。加挂具，氧化皮溶解不均。加挂具，氧化皮溶解不均。阴极电解：材料腐蚀少，但由于激烈析氢，易阴极电解：材料腐蚀少，但由于激烈析氢，易阴极电解：材料腐蚀少，但由于激烈析氢，易阴极电解：材料腐蚀少，但由于激烈析氢，易 引起氢脆。引起氢脆。引起氢

41、脆。引起氢脆。阳极电解：借助于氧化的物理冲刷作用使氧化阳极电解：借助于氧化的物理冲刷作用使氧化阳极电解：借助于氧化的物理冲刷作用使氧化阳极电解：借助于氧化的物理冲刷作用使氧化 皮脱落，有时可钝化防止腐蚀，无皮脱落，有时可钝化防止腐蚀，无皮脱落，有时可钝化防止腐蚀，无皮脱落，有时可钝化防止腐蚀，无 氢脆。氢脆。氢脆。氢脆。PRPRPRPR电解电解电解电解:具有上述二者的特性。具有上述二者的特性。具有上述二者的特性。具有上述二者的特性。碱液电解：为克服酸液电解表面粗糙，有酸雾和碱液电解：为克服酸液电解表面粗糙，有酸雾和碱液电解：为克服酸液电解表面粗糙，有酸雾和碱液电解：为克服酸液电解表面粗糙，有酸

42、雾和 氢脆现象发生的现象。氢脆现象发生的现象。氢脆现象发生的现象。氢脆现象发生的现象。第30页，讲稿共36张，创作于星期日三、三、三、三、除除除除 油油油油 油脂有两类油脂有两类油脂有两类油脂有两类:皂化性油脂：能与碱发生皂化反应生成皂化性油脂：能与碱发生皂化反应生成皂化性油脂：能与碱发生皂化反应生成皂化性油脂：能与碱发生皂化反应生成 可溶于水的肥皂，如动植可溶于水的肥皂，如动植可溶于水的肥皂，如动植可溶于水的肥皂，如动植 物油。物油。物油。物油。非皂化性油脂：不能发生皂化反应，如非皂化性油脂：不能发生皂化反应，如非皂化性油脂：不能发生皂化反应，如非皂化性油脂：不能发生皂化反应，如 矿物油。矿

43、物油。矿物油。矿物油。除油方法有：除油方法有：除油方法有：除油方法有：有机溶剂有机溶剂有机溶剂有机溶剂 化学方法化学方法化学方法化学方法 电化学方法电化学方法电化学方法电化学方法 超声波法超声波法超声波法超声波法第31页，讲稿共36张，创作于星期日3.1 3.1 3.1 3.1 有机溶剂除油有机溶剂除油有机溶剂除油有机溶剂除油 浸洗法：浸洗法：浸洗法：浸洗法：将工件浸泡在有机溶剂中并加以搅拌，油脂被溶解将工件浸泡在有机溶剂中并加以搅拌，油脂被溶解将工件浸泡在有机溶剂中并加以搅拌，油脂被溶解将工件浸泡在有机溶剂中并加以搅拌，油脂被溶解并带走不溶解的污物。各种有机溶剂均可使用。并带走不溶解的污物。

44、各种有机溶剂均可使用。并带走不溶解的污物。各种有机溶剂均可使用。并带走不溶解的污物。各种有机溶剂均可使用。喷淋法：喷淋法：喷淋法：喷淋法：将有机溶剂喷淋于工件表面上，油脂不断被溶解，反将有机溶剂喷淋于工件表面上，油脂不断被溶解，反将有机溶剂喷淋于工件表面上，油脂不断被溶解，反将有机溶剂喷淋于工件表面上，油脂不断被溶解，反复喷淋直至油污全部除净为止。易挥发的溶剂不适合，须于密闭复喷淋直至油污全部除净为止。易挥发的溶剂不适合，须于密闭复喷淋直至油污全部除净为止。易挥发的溶剂不适合，须于密闭复喷淋直至油污全部除净为止。易挥发的溶剂不适合，须于密闭容器内操作容器内操作容器内操作容器内操作。蒸汽洗法：蒸

45、汽洗法：蒸汽洗法：蒸汽洗法：在密闭容器内，底部装入有机溶剂，工件悬挂在密闭容器内，底部装入有机溶剂，工件悬挂在密闭容器内，底部装入有机溶剂，工件悬挂在密闭容器内，底部装入有机溶剂，工件悬挂在有机溶剂上面，将溶剂加热，溶液蒸汽在工件表面冷凝成在有机溶剂上面，将溶剂加热，溶液蒸汽在工件表面冷凝成在有机溶剂上面，将溶剂加热，溶液蒸汽在工件表面冷凝成在有机溶剂上面，将溶剂加热，溶液蒸汽在工件表面冷凝成液体并溶解油脂，连同油污一起滴落入溶剂槽中，除去工件液体并溶解油脂，连同油污一起滴落入溶剂槽中，除去工件液体并溶解油脂，连同油污一起滴落入溶剂槽中，除去工件液体并溶解油脂，连同油污一起滴落入溶剂槽中，除去

46、工件表面上的油污。表面上的油污。表面上的油污。表面上的油污。联合处理法：联合处理法：联合处理法：联合处理法：采用浸洗采用浸洗采用浸洗采用浸洗蒸汽洗联合处理或浸洗蒸汽洗联合处理或浸洗蒸汽洗联合处理或浸洗蒸汽洗联合处理或浸洗喷淋喷淋喷淋喷淋蒸汽洗联合处理，除油效果更好。蒸汽洗联合处理，除油效果更好。蒸汽洗联合处理，除油效果更好。蒸汽洗联合处理，除油效果更好。注意：注意：注意：注意：用有机溶剂进行除油时，一定要注意安全，保用有机溶剂进行除油时，一定要注意安全，保用有机溶剂进行除油时，一定要注意安全，保用有机溶剂进行除油时，一定要注意安全，保 持良持良持良持良好的通风环境，做好各种各样的防火措施，以免

47、中毒，失好的通风环境，做好各种各样的防火措施，以免中毒，失好的通风环境，做好各种各样的防火措施，以免中毒，失好的通风环境，做好各种各样的防火措施，以免中毒，失火。火。火。火。第32页，讲稿共36张，创作于星期日3.2 3.2 3.2 3.2 化学除油化学除油化学除油化学除油 化学方法除油的原理：化学方法除油的原理：化学方法除油的原理：化学方法除油的原理：(1)(1)(1)(1)碱溶液对皂化性油脂的皂化作用。碱溶液对皂化性油脂的皂化作用。碱溶液对皂化性油脂的皂化作用。碱溶液对皂化性油脂的皂化作用。常用的如氢氧化钠、碳酸钠、磷酸三钠等常用的如氢氧化钠、碳酸钠、磷酸三钠等常用的如氢氧化钠、碳酸钠、磷

48、酸三钠等常用的如氢氧化钠、碳酸钠、磷酸三钠等 (2)(2)(2)(2)表面活性物质对非皂化性油脂的乳化作用。表面活性物质对非皂化性油脂的乳化作用。表面活性物质对非皂化性油脂的乳化作用。表面活性物质对非皂化性油脂的乳化作用。常用的如水玻璃、乳化剂常用的如水玻璃、乳化剂常用的如水玻璃、乳化剂常用的如水玻璃、乳化剂OP-10OP-10OP-10OP-10、6501650165016501、6503650365036503洗净剂、洗净剂、洗净剂、洗净剂、三乙醇胺油酸皂等三乙醇胺油酸皂等三乙醇胺油酸皂等三乙醇胺油酸皂等第33页，讲稿共36张，创作于星期日3.3 3.3 3.3 3.3 电化学除油电化学除

49、油电化学除油电化学除油 在碱性电解液中，金属工件受直流电的作用发生极化在碱性电解液中，金属工件受直流电的作用发生极化在碱性电解液中，金属工件受直流电的作用发生极化在碱性电解液中，金属工件受直流电的作用发生极化作用作用作用作用使金属溶液界面张力降低，溶液易于润湿并渗入使金属溶液界面张力降低，溶液易于润湿并渗入使金属溶液界面张力降低，溶液易于润湿并渗入使金属溶液界面张力降低，溶液易于润湿并渗入油膜下的工件表面油膜下的工件表面油膜下的工件表面油膜下的工件表面,使油膜易于剥落；使油膜易于剥落；使油膜易于剥落；使油膜易于剥落；析出大量氢析出大量氢析出大量氢析出大量氢或氧对油膜猛烈地撞击和撕裂或氧对油膜猛

50、烈地撞击和撕裂或氧对油膜猛烈地撞击和撕裂或氧对油膜猛烈地撞击和撕裂,并对溶液产生强烈搅并对溶液产生强烈搅并对溶液产生强烈搅并对溶液产生强烈搅拌，加强油膜表面溶液的更新，使油膜被分散成细小油珠，拌，加强油膜表面溶液的更新，使油膜被分散成细小油珠，拌，加强油膜表面溶液的更新，使油膜被分散成细小油珠，拌，加强油膜表面溶液的更新，使油膜被分散成细小油珠，脱离工件表面而进入溶液中形成乳浊液。脱离工件表面而进入溶液中形成乳浊液。脱离工件表面而进入溶液中形成乳浊液。脱离工件表面而进入溶液中形成乳浊液。阴极和阳极除油阴极和阳极除油阴极和阳极除油阴极和阳极除油 阴极和阳极除油相比，相同电流下阴极除油产生阴极和阳