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膜层厚度会随温度变化而变化吗

发布时间:2019-10-21 08:49
       首先我们来了解下什么是膜层?膜层是附着在物体表面的具有防腐、防刮、防导电和美观装饰功能物质的统称,膜层的厚度可以使用膜层测厚仪来测量。膜层的形成可以是被动形成的,例如我们在钢材表面为了防腐,为钢材涂上油漆。膜层的形成也可以是主动式的,例如不锈钢由于在生产中加入了镍与铬元素,会在不锈钢的表面自动形成一层致密防腐的富铬氧化膜。不管是哪种类型的膜层,其附着在物体表面都有一定的厚度,由于膜层需要与基底材料相结合,所以厚度是不能无限增加的,相反,大部分的膜层厚度相对基底材料都很薄。今天我们要探讨的问题是,膜层厚度会随温度变化而变化吗?对于这个问题,我们可以从两个方面进行讨论。即膜层在形成时,其厚度与温度的变化关系;另外膜层已经形成后,外部环境的变化与膜层的关系。
 
       膜层在形成时,其厚度与温度的变化关系。我们以磷化反应形成的磷化膜为例,磷化膜是指金属表面与含磷酸二氢盐的酸性溶液接触,发生化学反应,而在金属表面生成稳定的不溶性的无机化合物膜层。磷化膜厚度与磷化时间和温度是有很大关系的,一般情况下磷化反应发生的时间越长温度越高,所生成的磷化液的磷化膜越厚。这个规律只适用于一定范围内,当磷化膜达到一定厚度时,孔隙减少,磷化工作液已不能与基体金属接触而发生磷化反应,再延长磷化时间也不能增加磷化膜的厚度。磷化温度更不能太高,如温度过高,会导致磷化膜粗糙、多孔,耐蚀性能下降,更严重的是使工作液中的大量有效成分变为沉渣,打破磷化工作液的平衡,并可能使磷化膜表面产生大量的挂灰。所以,磷化膜的膜层厚度形成过程中很明显是会随着温度变化而变化的。
 
电镀过程中膜层逐渐形成

电镀过程中膜层逐渐形成
 
       我们再以另一个电镀膜层形成举例,电镀膜层的厚度与电镀时间和电流密度有很大关系。当电流密度过低时,阴极极化作用较小,镀层结晶粗大,甚至没有镀层。而随着电流密度的增加,阴极极化作用也随着增加,镀层晶粒越来越细。当电流密度过高,超过极限电流密度时,镀层质量开始恶化,甚至出现海绵体、枝晶状、“烧焦”及发黑等。电流密度的上限和下限是由电镀液的本性、浓度、温度和搅拌等因素决定的。一般情况下,主盐浓度增大,镀液温度升高,以及有搅拌的条件下,可以允许采用较大的电流密度。所以在进行电镀时,镀液的温度影响着最大电流密度,而电流密度与镀层的厚度和质量有很大的关系。由于电镀的整个过程都是在镀液中进行的,所以我们认为电镀层厚度与温度也是有关联的。
 
       现在我们需要简单的讨论膜层厚度与温度变化的第二种情况,当膜层已经形成后,其厚度会不会随着外部环境的变化而变化。从物理学上来说,温度越高分子运动的越快,所以温度变化时,物体的厚度也会有一定的变化。但这种变化程度是非常小的,几乎感觉不到。对于膜层来说,温度变化膜层厚度也会有相应的变化,但由于膜层厚度本身就比较小,相对于基体材料的厚度,膜层厚度随着温度的变化可以忽略不计。
 
       总的来说,膜层在形成时,膜层厚度与温度是有很大的关联的,而膜层已经形成后,膜层厚度随着温度变化的幅度会非常的小,可以忽略不计。因此,对于问题膜层厚度会随温度变化而变化吗?答案是肯定的。

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