? ? ? ?首先我們來了解下什么是膜層?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厚儀來測量。膜層的形成可以是被動形成的,例如我們在鋼材表面為了防腐,為鋼材涂上油漆。膜層的形成也可以是主動式的,例如不銹鋼由于在生產(chǎn)中加入了鎳與鉻元素,會在不銹鋼的表面自動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,所以厚度是不能無限增加的,相反,大部分的膜層厚度相對基底材料都很薄。今天我們要探討的問題是,膜層厚度會隨溫度變化而變化嗎?對于這個問題,我們可以從兩個方面進行討論。即膜層在形成時,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,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)生化學反應(yīng),而在金屬表面生成穩(wěn)定的不溶性的無機化合物膜層。磷化膜厚度與磷化時間和溫度是有很大關(guān)系的,一般情況下磷化反應(yīng)發(fā)生的時間越長溫度越高,所生成的磷化液的磷化膜越厚。這個規(guī)律只適用于一定范圍內(nèi),當磷化膜達到一定厚度時,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),再延長磷化時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,會導致磷化膜粗糙、多孔,耐蝕性能下降,更嚴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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? ? ? ?我們再以另一個電鍍膜層形成舉例,電鍍膜層的厚度與電鍍時間和電流密度有很大關(guān)系。當電流密度過低時,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,鍍層晶粒越來越細。當電流密度過高,超過極限電流密度時,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。所以在進行電鍍時,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。由于電鍍的整個過程都是在鍍液中進行的,所以我們認為電鍍層厚度與溫度也是有關(guān)聯(lián)的。
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? ? ? ?現(xiàn)在我們需要簡單的討論膜層厚度與溫度變化的第二種情況,當膜層已經(jīng)形成后,其厚度會不會隨著外部環(huán)境的變化而變化。從物理學上來說,溫度越高分子運動的越快,所以溫度變化時,物體的厚度也會有一定的變化。但這種變化程度是非常小的,幾乎感覺不到。對于膜層來說,溫度變化膜層厚度也會有相應(yīng)的變化,但由于膜層厚度本身就比較小,相對于基體材料的厚度,膜層厚度隨著溫度的變化可以忽略不計。
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? ? ? ?總的來說,膜層在形成時,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非常的小,可以忽略不計。因此,對于問題膜層厚度會隨溫度變化而變化嗎?答案是肯定的。