金屬腐蝕:金屬材料在周圍介質(zhì)的作用下受到破壞,稱為金屬腐蝕。
金屬在腐蝕過程中的化學(xué)變化基本上是金屬元素氧化形成化合物。
這種腐蝕過程一般以兩種方式進(jìn)行:化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。
化學(xué)腐蝕:金屬表面與周圍介質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。
電化學(xué)腐蝕:金屬材料(合金或不純金屬)在與電解液接觸時(shí)通過電極反應(yīng)而產(chǎn)生的腐蝕。這種損失有時(shí)是無法估量的。例如,一架載有數(shù)百人的飛機(jī)被腐蝕,在空中發(fā)生飛機(jī)事故,或者橋梁的鋼結(jié)構(gòu)被腐蝕,導(dǎo)致橋梁斷裂。所以要認(rèn)真對(duì)待
根據(jù)金屬的種類和腐蝕環(huán)境的不同,按照侵蝕程度可分為:變色、腐蝕和生銹。變色
變色是一種發(fā)生變色或失去光澤的輕微腐蝕。與較為普遍的腐蝕不同,其僅僅是一種表面現(xiàn)象,不大可能影響金屬結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度,只是降低了外觀級(jí)別。例如銅和銀,能在氧氣、硫磺或鹵素的環(huán)境下變色,生成相應(yīng)的氧化物和硫化物。在潮濕的環(huán)境中,變色更易發(fā)生。
腐蝕
腐蝕是引起冶金學(xué)性能改變的金屬表面環(huán)境腐蝕。相對(duì)于變色發(fā)生在金屬表層,腐蝕通常被認(rèn)為范圍更廣泛。例如鋁、鋅被腐蝕后形成白色粉末狀物質(zhì),銅被腐蝕后形成綠色物質(zhì)等,都屬于腐蝕范疇。
生銹
生銹是黑色金屬的腐蝕,常見的氧化鐵即為生銹
常見黑色金屬、有色金屬的腐蝕機(jī)理
腐蝕的本質(zhì)是電子或離子在固定的金屬表面和環(huán)境間,或不同的金屬表面間進(jìn)行交換。在這個(gè)過程中,金屬被氧化,周圍部分由于獲得能量而發(fā)生還原反應(yīng)。
在制造金屬零件的過程中,加入不易與周圍介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的耐腐蝕材料。例如鉻、鎳、鈦在空氣中不易氧化,能形成致密的印刷PU膜,能抵抗酸、堿、鹽的腐蝕。加入到鐵或銅中,可制成耐腐蝕性能優(yōu)良的金屬制品。有利于金屬粉末冶金,各種金屬元素可以靈活配比,通過加入不同性能的金屬粉末,可以獲得具有優(yōu)良防腐性能的金屬零件。鐵碳合金等金屬材料也可以通過熱處理來防止腐蝕。
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。氧化過程釋放自由電子,而脫電子過程是除去自由電子的過程。
陽離子可以進(jìn)入溶液或與其他陰離子結(jié)合形成化合物。氧化過程必須與脫電子過程同時(shí)配合才能完成整個(gè)反應(yīng)。
因此,只有通過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程。在某些條件下,如果在一個(gè)區(qū)域形成陽極或陰極區(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。