在腐蚀过程中伴随着电流的腐蚀称为电化学腐蚀。
金属总会或多或少地含有一些杂质。不同的金属有不同的电势,同一金属中的不同组分也有不同的电势。当金属与导电溶液接触时,会产生电位差,导致溶液中出现电子流,从而先腐蚀电位低的金属。
腐蚀不仅取决于金属本身的化学性质,还取决于周围的介质和金属的微观结构。例如,潮湿环境比干燥环境更容易生锈,杂质多的金属比杂质少的金属更容易生锈,高温条件比低温条件更容易生锈,含有更多有害杂质的脏环境比空气流通和清洁的环境更容易生锈,表面光洁度低的金属零件比表面光洁度高的金属零件更容易生锈等。
金属的化学腐蚀是指金属与周围介质直接发生化学反应而引起的变质和损坏。化学腐蚀是一种氧化-还原反应过程,即腐蚀介质中的氧化剂直接与金属表面的原子相互作用形成腐蚀产物。
金属的化学腐蚀主要发生在以下四种介质中。
(1)金属在干气体中的腐蚀
金属在低湿大气条件下的腐蚀属于化学腐蚀,腐蚀缓慢,危害轻微。
(2)金属在高温气体中的腐蚀
这是一种危害严重的化学腐蚀,如金属高温氧化。在高温条件下,金属与环境中的氧气或氧化气体(H2O、SO2、CO2等)结合形成金属化合物。温度越高,金属的氧化速率越快;对于钢的高温脱碳,在高温气体的作用下,金属表面与高温气体中的02、H20、S02和H2发生反应,降低碳含量,降低金属表面硬度和疲劳强度。
(3)其他氧化剂引起的化学腐蚀
在腐蚀反应中,夺取电子并使金属原子变成离子的物质不是氧,而是硫、卤素原子或其他原原子或基团。这时,反应物不是氧化物,而是卤化物、氢氧根或其他化合物。在这种情况下,腐蚀速率和危害程度取决于金属和氧化物的性质。
(4)金属在非电解质溶液中的腐蚀
金属在非水和非电离有机溶剂中与有机物直接反应,受到化学腐蚀,如Al在CCl4中,Mg和Ti在甲醇中,腐蚀相对温和。
,&,由金属材料和结构组成的金属材料和结构在自然环境中或在工作条件下与其环境介质发生化学或电化学作用而发生劣化和破坏,称为腐蚀。还包括上述因素与机械因素或生物因素的联合作用。一些物理效应,如金属材料在某些液态金属中的物理溶解,也可以归类为金属腐蚀。一般来说,锈是特指钢和铁基合金。在氧和水的作用下,形成锈,这是一种主要由水氧化铁组成的腐蚀产物。有色金属及其合金会腐蚀但不会生锈,但会形成类似于锈蚀的腐蚀产物。例如,铜和铜合金表面的铜绿有时被称为铜锈。
,&,&,腐蚀损伤有多种形式。不同环境条件下金属腐蚀的原因不同,影响因素也很复杂。通过改变一些作用条件和影响因素,阻断和控制腐蚀过程,以防止和减缓腐蚀损害及其损害。所发展的方法、技术和相应的工程措施已成为防腐工程技术。
金属的化学腐蚀反应可分为两个步骤。第一步是氧化步骤,第二步是脱电子步骤。氧化过程释放自由电子,而脱电子过程是除去自由电子的过程。
阳离子可以进入溶液或与其他阴离子结合形成化合物。氧化过程必须与脱电子过程同时配合才能完成整个反应。
因此,只有通过电子去除步骤去除氧化步骤产生的自由电子,金属原子才能不断被腐蚀。实际的腐蚀过程是一个非常缓慢而相对均匀地在表面上失去金属原子的过程。在某些条件下,如果在一个区域形成阳极或阴极区域,可能会出现局部腐蚀不均匀,并形成可见的腐蚀坑。
钢铁不会很快被腐蚀,因为它的表面在水中会形成一层氧化保护层。由于铁容易被氧化形成氧化铁,所以不溶于水,容易沉积在金属表面,从而阻碍了进一步的腐蚀。这种现象称为腐蚀钝化。锆、铬、铝、不锈钢等金属在常温的水或空气中会形成很薄的保护层,有时甚至薄得肉眼无法分辨。由于这种薄保护层,这些金属在水或空气中具有良好的耐腐蚀性。