金屬的化學(xué)腐蝕反應(yīng)可分為兩個(gè)步驟。第一步是氧化步驟,第二步是脫電子步驟。氧化過(guò)程釋放自由電子,而脫電子過(guò)程是除去自由電子的過(guò)程。
陽(yáng)離子可以進(jìn)入溶液或與其他陰離子結(jié)合形成化合物。氧化過(guò)程必須與脫電子過(guò)程同時(shí)配合才能完成整個(gè)反應(yīng)。
因此,只有通過(guò)電子去除步驟去除氧化步驟產(chǎn)生的自由電子,金屬原子才能不斷被腐蝕。實(shí)際的腐蝕過(guò)程是一個(gè)非常緩慢而相對(duì)均勻地在表面上失去金屬原子的過(guò)程。在某些條件下,如果在一個(gè)區(qū)域形成陽(yáng)極或陰極區(qū)域,可能會(huì)出現(xiàn)局部腐蝕不均勻,并形成可見(jiàn)的腐蝕坑。
鋼鐵不會(huì)很快被腐蝕,因?yàn)樗谋砻嬖谒袝?huì)形成一層氧化保護(hù)層。由于鐵容易被氧化形成氧化鐵,所以不溶于水,容易沉積在金屬表面,從而阻礙了進(jìn)一步的腐蝕。這種現(xiàn)象稱為腐蝕鈍化。鋯、鉻、鋁、不銹鋼等金屬在常溫的水或空氣中會(huì)形成很薄的保護(hù)層,有時(shí)甚至薄得肉眼無(wú)法分辨。由于這種薄保護(hù)層,這些金屬在水或空氣中具有良好的耐腐蝕性。
通過(guò)化學(xué)或電化學(xué)作用破壞材料及其周圍環(huán)境。下面以金屬腐蝕為例,簡(jiǎn)要介紹腐蝕原理及防腐蝕措施。智勝衛(wèi)華防腐涂料相關(guān)人士說(shuō)金屬腐蝕的分類:根據(jù)反應(yīng)的特點(diǎn),金屬腐蝕可分為化學(xué)腐蝕、生物腐蝕和電化學(xué)腐蝕?;瘜W(xué)腐蝕是指氧化劑與金屬表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕;生物腐蝕是指各種微生物的生命活動(dòng)引起的腐蝕;電化學(xué)腐蝕是指由電化學(xué)反應(yīng)引起的腐蝕。其中電化學(xué)腐蝕較為常見(jiàn)和嚴(yán)重。
金屬腐蝕的防護(hù)方法有很多,包括以下幾種:
1. 選擇合適的耐腐蝕金屬或合金
當(dāng)鐵的純度達(dá)到99.95%時(shí),它是銀白色的,可以像金子一樣拉長(zhǎng)。這種高純鐵幾年也不會(huì)生銹。
該合金可以提高電極電位,降低電極活性,大大提高金屬的穩(wěn)定性。因此,通常根據(jù)不同的用途制備耐腐蝕合金。如果在鋼中加入Cr、Al、Si等元素,可以提高鋼的抗氧化能力。
2. 覆蓋層的方法
覆蓋保護(hù)層的方法有兩種:一種是用耐腐蝕非金屬材料(如油漆、塑料、玻璃等)覆蓋待保護(hù)的金屬表面;另一種是將耐腐蝕性強(qiáng)的金屬或合金覆蓋在要電鍍保護(hù)的金屬上。
3.緩蝕劑法是在腐蝕介質(zhì)中加入少量能降低腐蝕速率的物質(zhì)以防止腐蝕的方法,稱為緩蝕劑法。添加的物質(zhì)稱為緩蝕劑。
4. 電化學(xué)保護(hù)方法
電化學(xué)保護(hù)方法分為陰極保護(hù)和陽(yáng)極保護(hù)。
,&,從電化學(xué)特性上看,均勻腐蝕屬于微電池效應(yīng)。腐蝕過(guò)程中沒(méi)有固定的陰極和陽(yáng)極,即腐蝕過(guò)程中陰極部分和陽(yáng)極部分交替變化。
,&,在均勻腐蝕過(guò)程中,金屬表面各部分的減薄率是相同的。平均腐蝕速率可用于準(zhǔn)確計(jì)算金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕量,估算構(gòu)件的腐蝕壽命。因此,在工程設(shè)計(jì)中預(yù)先考慮留腐蝕余量的措施,可以達(dá)到防止設(shè)備過(guò)早腐蝕損壞的目的。均勻腐蝕雖然會(huì)導(dǎo)致金屬材料大量流失,但通常不會(huì)引起金屬結(jié)構(gòu)的突然失效事故,因?yàn)樗子跈z測(cè)和檢測(cè)。
,&,均勻腐蝕是很常見(jiàn)的,這可能是由于電化學(xué)腐蝕,如自我解體的過(guò)程均勻電極(純金屬)或微多相電極(統(tǒng)一合金)在電解質(zhì)溶液中,或由純化學(xué)腐蝕反應(yīng),如一般金屬材料在高溫下的氧化。對(duì)各種腐蝕失效事故和案例的調(diào)查結(jié)果表明,均勻腐蝕僅占20%左右,其余80%為局部腐蝕損傷。
腐蝕均勻程度可用腐蝕速率表示。有兩個(gè)常用的單位:一是單位時(shí)間單位表面積失重,單位為g / (M2·h);二是單位時(shí)間內(nèi)腐蝕的平均厚度,單位為mm /年