“活性”金属或更近尺度底部的金属，在化学上稳定，因此更容易与环境中的其他元素反应。为了防止这种情况，使用主动或无源过程来减少腐蚀。这些过程通常通过“密封”金属与顶层“密封”，防止空气和水到达下面的金属。该层可以是人类：涂料，粉末涂料和油是所有常见的密封剂。然而，如果它们被刮伤，腐蚀潜行。

用于密封金属的另一种选择是化学，其中使用化学反应代替制造材料。一种化学过程是钝化的。

什么是钝化？

钝化通常与不锈钢有关，是一种通过使材料对周围环境“被动”来保护金属不受腐蚀的处理方法。钝化，也许与我们的直觉相反，会促使表面发生腐蚀，产生一层薄薄的非反应性化学物质。顶层与金属紧密结合，形成自然的密封，防止元素腐蚀后续的金属层。当金属的每个表面都覆盖着一层紧密结合的腐蚀层时，金属就被钝化了。这一层可能会随着时间自然地(被动地)形成，但制造商也可以主动诱导它。

钝化的历史

钝化是科学家在做电化学实验时发现的，但他们并没有立即意识到这一过程在一般用途上的效用。在1790年,化学家詹姆斯凯利尔观察到强烈的硝酸浴没有腐蚀铁。他指出，当相同的溶液稀释水时，铁立即腐蚀，产生暗褐水的鼓泡溶液。到1836年，瑞士化学家ChristianFriedrichSchönbein进一步指定了实验。他证明，随着KEIR注意到，一块浸入弱硝酸溶解并产生氢气。然而，如果将铁浸入强酸中，则它可以承受稀酸。水的腐蚀元素似乎在海湾举行，至少有一段时间。

迈克尔·法拉第，英国电化学家，是第一个描述原因的人。他假设Schönbein，由强酸产生的氧化物皮肤可能导致被动条件。作为化学家和冶金学家探讨了化学品“皮肤”的想法，他们寻求制造或增强钝化的技术，以及有机物产生被动密封的合金。

被动氧化层

由于金属暴露于周围环境，如果通过涂料或粉末涂层卸下，它们将自然腐蚀，产生皮肤或密封层。大多数无源膜由氧化物，金属组合和氧气制成，所以称为无源氧化物层。

被动氧化物层的最大益处是当它们自然出现时，如果金属的表面被刮伤或以其他方式损坏，它们也会自然“愈合”，因为下一层分子将与环境元素粘合。

被动氧化物层的有效性取决于所涉及的元素的类型。并非所有氧化物层都是保护剂：如果氧化物足够多孔以使氧气过滤，则不会形成任何密封，并且下面的金属将继续腐蚀。例如，氧化镁形成具有高表面孔隙的层，其不会停止腐蚀。氧气分子仍然流过并与下面的镁反应。

同样，周围环境中的元素也很重要。例如，不锈钢可能会受到盐或铁沉积物的侵蚀。如果整个表面的化学物质不再自然地钝化，就会生锈。

强迫钝化

对于某些合金，自然钝化需要很长时间;对另一些人来说，由于金属颗粒的变化或表面沉积物的存在，它可以不均匀地生长。冶金学家创造了主动钝化方法，以加快和标准化过程，以创造立即可用的产品。

枪“蓝化”是通过化学制造手段强制钝化的早期例子。铁的氧化物之一是磁铁矿，一种黑色的氧化物(Fe3O4)，这种氧化物不像铁锈(Fe3O3)那样片状。有几种化学方法可以利用热和苛性溶液来产生这些黑色氧化物。然而，虽然蓝化可以防止腐蚀，但受损的涂层在正常情况下是不会“愈合”的。因此，Bluing是一种需要保养和护理的人造密封胶。

今天，普通的积极钝化处理有几个步骤：

• 清洁物品以去除表面油和杂质。不应该通过外涂层从酸浴中密封的区域。
• 在硝酸或柠檬酸浴中钝化，或使用电化学过程。对于不锈钢，这一步骤去除了任何会阻止不锈钢形成固体钝化膜的游离铁沉积。在微观层面上，游离铁的沉积会阻止钝化氧化铬层形成连续的密封。硝酸浴后的钝化层为Cr2O3。
• 清洗物品上所有的酸溶液痕迹，带走剩余的游离铁。
• 该物品放在促进氧化的条件下。条件包括增加的温度和湿度的组合，以及使用促进盐雾，硫酸铜或铁氰化钾等锈的促进剂。

不锈钢和其他自钝化合金

不锈钢是一种坚韧的金属，通过自然钝化具有耐腐蚀性。自1913年发明以来，许多行业依靠金属。但是，它不保证无锈。

不锈钢和其他钢一样，主要是由铁和碳制成的。合金中革命性的添加剂是铬。铬暴露在空气中，会迅速形成被动氧化层，将铁封住并保护它。不同等级的不锈钢含有不同的支撑金属:钼、硅和其他成分，为不同的应用提供被动支撑。一些等级的合金在控制热量方面表现优异，另一些则在抗盐腐蚀方面表现优异:合金的化学混合物改变了它在不同条件下的表现。铁的沉积、热、与其他金属的接触、盐和酸都能挑战氧化层。

铝是自然钝化的另一种金属。在暴露于空气时，大多数（尽管不是全部）铝合金的氧化铝形式，使表面自我保护。氧化铝可以通过盐，电化学应力或捕获的水分攻击。通过不锈钢和铝，制造工艺用于帮助支持更大厚度或均匀性的被动层的产生而不是自然发生的。

不锈钢和铝的钝化标准

不锈钢和铝是自钝化的材料，但它们并不腐蚀。通过制造或热处理产生的谷物中的畸形，可以产生弱点。石油或其他化学品的表面沉积也可能中断被动膜。为确保不锈钢和铝等级的质量，现在存在标准的钝化过程和测试。

ASTM规范A380和A967设置了不锈钢钝化使用硝酸、柠檬酸或电气方法的标准和质量测试程序。

铬有时被用来钝化其他材料，但通常是通过应用而不是内置在合金中。一种被称为铬转化的过程被用于铝和其他金属，如锌和镍。在这项技术中，铬凝胶被涂在金属表面。这种化学物质会附着在金属表面，形成一层耐腐蚀的钝化层。铬转换钝化的划痕将经历一个自我修复的过程。划痕周围的铬进入粘合层，重新形成钝化层。然而，划痕的大小需要足够小，以便与周围的铬一起使用。

酸洗与不锈钢钝化

钢的钝化是使用酸浴离开氧化物层的过程。酸洗是另一种酸浴处理，但它具有相反的目标：酸洗使用酸从金属表面清洁氧化物。

当氧化物涂覆金属表面时，该物品变得更具挑战性。氧化物对工具比特的应力产生更大的应力，可以打败用涂料或粉末涂料密封表面的尝试。酸洗除去所有氧化物，包括任何作为被动层的工作。通常酸洗钢铁和铁。

在金属部件的生产中，部分可以腌制，加工，然后钝化。

不锈钢及其它金属的电解抛光

电抛光是一种金属整理步骤，即去静脉和光滑，留下闪闪发光的表面。它可以用于许多金属，包括那些不鼓励钝化的金属，如铜。在钝化金属上，光滑的表面可以产生不间断的弹性无源层。

将要电力研磨的物体被赋予正电荷并浸入电解质浴中。周围阴极从物体中拉动表面分子，剃顶层。第一个被拉开的锯齿状突起。在宏观和微观水平上，电抛光金属具有很少的不规则性或裂缝。

当照射不锈钢时，优先除去铁，在表面留下更多铬。不间断，不间断的表面，自然促进了不锈钢上的固体钝化层。

当钝化失败时

钝化并不总是理想的解决方案;潜在问题跨越各种变量。某些类型的金属不能钝化，因为金属剥落腐蚀。如果金属在结构上能够钝化，在酸浴过程中仍然可能出现问题。另一方面，即使是一个完美钝化的金属也可能在某些行业中可以使用 - 化学会导致电化学应用中的问题。

为什么一些金属片在腐蚀时？

金属氧化物可以具有比其组成金属分子更大的晶体结构。例如，氧化铁（III），红色腐蚀副产物，被称为锈蚀，具有较大的结构，因此比产生它的元素铁更大的表面积。该较大的表面积迫使氧化物从下面的金属表面抬起，导致鼓泡和剥落。将氧化物与金属的分离暴露于空气和水分的下一层，并且循环继续，进食表面。

在氧化物、氢氧化物或硫化物比它们产生的金属有更大的表面积的情况下，不会形成钝化层。

钝化闪存攻击

有时，制造商会发现，在一批钝化物品中，一个或多个转弯黑色并在强硝酸浴中开始蚀刻。这种活跃状态被称为“闪光攻击。“它可能非常令人困惑，因为有时它可以攻击一些物品，而是单独留下同一倾角的其他物品。

闪光攻击的原因与所涉及的化学物质的一致性有关。如果硝酸浴已经使用了很长时间，它可能具有累积的盐或水。零件本身往往是一个问题：在机器部件上可能有切割油，或者加工过程中的热处理或热控制可能不均匀地改变了部分的分子结构。合金本身也可能存在夹杂物或不一致。

避免钝化

有时钝化可能导致金属部件的正常运行问题。

电化学处理通常需要金属阴极和阳极通过溶液运行电流。这些系统可以促进形成固定在阴极外部的氧化物。由于阴极与氧化物污染，系统变得更加有效。

在这些系统中，钝化是一个问题。切换极性有时可以解决这个问题。相反的电脉冲使氧化物远离阴极。氧化污泥或炉渣可以脱落，而不会干扰该过程的电化学活性。

钝化层密封和保护

许多金属与产生氧化物，氢氧化物或硫化物的环境反应。这些腐蚀产品以相似的方式出现，但具有不同的性质。

银色玷污，随着银在空气中与硫化物结合而产生缓慢，用作被动层。它使金属表面沉闷，并且经常抛光。相比之下，铜的绿色铜绿或默特雷格通常是它产生的绿色深度和范围的美学奖。Verdigris是碳酸酯，硫化物，硫酸盐和氯化物的混合物，由酸雨或二氧化碳反应产生的铜产生。锈，最常见的氧化铁，产生橙色或砖红色颜料。与Verdigris不同，必须仔细控制，使得冒泡表面不允许剥离下面的钢。

钝化层密封并保护金属物体免受进一步的氧化。使用铬基无源层，例如在不锈钢上，该薄膜通常足够薄，使其不会改变金属的表面外观或功能。薄钝化通常仅在非常具体的设置中改变金属 - 例如焊接，加工或电化学系统。自我钝化金属提供的最大福利是“自我愈合”的能力。为了获得最大耐腐蚀，将自钝化金属与施加的密封胶相结合，如油，粉末涂料或油漆。