从铬酸盐钝化到无铬钝化，镀锌钝化技术经历了怎么样的进阶之路

作为表面覆盖保护层的金属，往往需要有附加的防护措施，才能保证在一定的环境中满足耐蚀性要求。例如，锌作为金属表面覆盖层时，需要有足够的厚度才能保护基体金属，主要依靠了锌层的牺牲阳极作用，以及在大气和中性水环境中锌表面生成的致密的碱式碳酸锌膜的隔离保护作用。

但在潮湿不通风的环境中，锌层腐蚀很快，形成的白色疏松产物不能保护锌层免遭进一步腐蚀，即产生了白锈。常见附加防腐措施有磷化、铬酸盐钝化等。其中，钝化作为金属和金属涂层在不太恶劣环境中的一种有效防护措施，有着广泛的应用。

钝化处理是化学转化膜处理工艺中的一种，其原理是将金属表面从活化状态变为钝化状态，从而使金属溶解变缓。实际的钝化处理过程依赖于金属表面的电化学反应过程。其中包括一个阳极溶解步骤，这个过程中金属表面被氧化，与之伴随的阴极过程使钝化液中的某些离子被还原，产生的低价离子与金属的腐蚀产物一起组成表面的钝化膜。

常规的钝化处理是铬酸盐钝化。这种铬酸盐处理形成的金属混合物钝化层主要由三价铬和六价铬组成，其中三价铬作为骨架，而六价铬（铬酸盐离子）很容易从钝化膜中渗出来作为缓蚀剂。

由于铬酸盐钝化成本低廉，使用简单，并且可以很好地提高金属的耐蚀性，而在航空、电子和其他工业部门得到了广泛的应用。从1924年最先在镁上应用，到现在铬酸盐钝化已广泛用于铝、锌、锡、镉、铜、银等许多金属及其合金。铬酸盐钝化处理方法有直接浸泡法和电化学处理法等，所用溶液中均含有以六价形式存在的铬。

在过去十几年中，人们对铬酸盐的毒性有了深刻的认识，认为其毒性高且致癌。例如，1~2g铬酸或6~8重铬酸钾能导致肾衰竭、肝损伤、血液紊乱和死亡；长期接触铬酸盐会导致丘疹、气泡和溃疡；吸入铬酸盐会导致肝癌发生。

因此，工作场合的铬酸盐含量水平由政府严格规定，使用铬酸盐者须被告知铬酸盐可能导致的健康风险。美国OSHA（职业安全与健康协会）规定，在每周40h、每天8h的工作场合，不溶性铬酸盐在空气中的含量应小于1mg/m3。

随着人们环保意识的增强，铬酸盐对人们身体的危害性又如此之大，不可避免地导致政府严格限制铬酸盐的使用、排放。为了解决这个问题，基本上有两种方法。一种方法是用更安全的生产工艺，包括使用防护服、防毒面具、将六价铬还原为三价铬的工艺，以及使用无铬钝化工艺。以后，对铬酸盐的限制可能更加严格，而该方法没有最终解决铬酸盐排放问题。

另一种方法是寻找低毒或无毒的铬酸盐替代物。在国内外替代六价铬钝化的主要研究体系中，以硅烷材料为基础的有机无机复合技术是国际上推崇的先进技术，也是国际上的研究热点。

未来，随着工业生产环保化进程的不断加快，性能优异、绿色环保的无铬钝化技术将成为镀锌钝化领域的主流趋势。