三氯化鐵（FeCl3）在表面鈍化工藝中發揮著多方面的作用，尤其是在金屬材料的防腐蝕、蝕刻預處理以及新興領域的缺陷鈍化中。
三氯化鐵在金屬材料鈍化中的應用
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不鏽鋼的腐蝕與鈍化研究
不鏽鋼，特別是316L和HR-2等類型，在含氯離子的環境中易發生腐蝕，而三氯化鐵溶液常被用作模擬腐蝕環境，以評估材料的耐腐蝕性能。研究表明，316L和HR-2不鏽鋼在無應力條件下具有較好的耐腐蝕性，但316L對點蝕稍敏感。在動態拉伸應力下，兩種鋼的應力腐蝕開裂（SCC）敏感性均較高。氯離子能夠破壞金屬表面的鈍化膜，導致點蝕的發生，這壹過程與氯離子濃度和溫度密切相關。
Electrochemical Behavior in th...
Source:
上圖展示了在含1%氯離子環境中，材料的動電位極化曲線，清晰地描繪了從活性溶解到點蝕再到鈍化以及最終鈍化膜擊穿的過程。
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表面機械處理與耐腐蝕性
表面機械處理技術，如表面機械滾壓處理（SMRT）和超聲表面滾壓處理（USRP），能夠顯著提高不鏽鋼和鋁合金在氯離子環境中的耐腐蝕性能。SMRT通過形成納米結構來增強316L不鏽鋼的再鈍化動力學，從而提高其在氯化鈉環境下的耐摩擦腐蝕能力。與粗晶粒材料相比，SMRT處理的材料在摩擦腐蝕過程中表現出增強的再鈍化能力，減少了材料損失和磨損-腐蝕協同效應。
Two different wear - corrosion...
Source: 上圖對比了粗晶粒（CG）材料和SMRT處理材料在氯化鈉滑動接觸下的磨損-腐蝕機制。SMRT材料表現出更強的表面再鈍化能力，有效地抵抗了氯離子引起的去鈍化。
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其他金屬和合金的鈍化
三氯化鐵還應用于其他金屬和合金的浸出研究中，例如方鉛礦和閃鋅礦的濕法冶金浸出過程。在這些過程中，三氯化鐵溶液中的鐵離子作爲氧化劑，但同時也會導致表面鈍化相的形成，從而降低浸出速率。對镓的浸出研究表明，三氯化鐵溶液中的氯離子、高氯酸根和硝酸根會導致不同的表面鈍化機制，影響浸出動力學。
鈣钛礦太陽能電池缺陷鈍化中的作用
近年來，三氯化鐵（或氯離子化合物）在鈣钛礦太陽能電池（PSCs）的缺陷鈍化中展現出巨大的潛力，以提高其效率和穩定性。PSCs的缺陷介導複合損失是限制其開路電壓（VOC）和光電轉換效率（PCE）的關鍵因素。
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體相和表面缺陷鈍化
氯基化合物被廣泛用于鈣钛礦薄膜的體相和表面鈍化。例如，甲基氯化铵（MACl）可作爲體相添加劑，而4-甲基苯乙烯胺氯化物（4-MPACl）可用于表面處理，通過氯摻雜實現體相和表面協同鈍化，從而顯著提高PSCs的性能。二維-三維鈣钛礦薄膜的尺寸工程化，結合2D鈣钛礦的引入，可以實現有效的體相和表面缺陷鈍化，例如辛基氯化铵基鈍化方案已被證明可用于1.6 eV帶隙3D鈣钛礦薄膜，從而實現高效率PSCs（約23%）。
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多功能鈍化劑的應用
多功能有機離子化合物，如1-乙基吡啶氯化物，可有效鈍化（FAPbI3）0.95（MAPbBr3）0.05鈣钛礦薄膜的表面，顯著提升PSCs效率22。四辛基氯化铵（tetraoctylammonium chloride）也被證明可對有機-無機鹵化物鈣钛礦薄膜進行通用表面鈍化，提高PSCs的性能和穩定性。
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後處理策略與氯離子再分布
後處理策略，例如結合2-塞吩乙胺氯化物（2-TEACl）和異丙醇鉛（Pb(i-Pr)3）的協同雙分子策略，可以實現滲透和均質化的表面鈍化。這有助于解決可擴展混合蒸發-溶液制備方法中鈍化劑滲透深度不足的問題。
此外，後處理還可誘導氯離子在鈣钛礦薄膜中的重新分布，表面氯離子的富集可以改善電荷傳輸，同時鈍化作用可以減少複合損失，從而提升器件性能。例如，環己基甲基碘化铵（CHMAI）處理後，表面Cl/I比從0.037增加到0.439，顯著提高了電荷傳輸和複合的平衡。
總結
三氯化鐵在表面鈍化工藝中的應用廣泛，從傳統的金屬防腐蝕、蝕刻預處理，到新興的鈣钛礦太陽能電池缺陷鈍化，再到生物炭改性、催化劑制備和汙染修複等領域。其核心作用在于通過與材料表面發生化學反應，形成或修飾保護層，從而改善材料的性能、穩定性和功能性。未來的研究將繼續探索三氯化鐵在不同材料體系中的作用機制，並開發更高效、環保的表面鈍化技術。
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