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。
全腐蚀又称均匀腐蚀,是一种常见的腐蚀。
顾名思义,全腐蚀是指腐蚀反应不同程度地分布在整个或大部分金属表面。它可以是均匀的或不均匀的。
分布特点:与局部腐蚀相比,分布均匀,危害小。
如钢构件在大气、海水、稀释还原剂介质中的腐蚀一般属于综合腐蚀。
减轻或防止整体腐蚀的主要方法:在金属表面均匀覆盖腐蚀产物膜,如高温氧化和氧化环境中钝化金属(如不锈钢、钛、铝等)形成的钝化膜。
,&,从电化学特性上看,均匀腐蚀属于微电池效应。腐蚀过程中没有固定的阴极和阳极,即腐蚀过程中阴极部分和阳极部分交替变化。
,&,在均匀腐蚀过程中,金属表面各部分的减薄率是相同的。平均腐蚀速率可用于准确计算金属结构的腐蚀量,估算构件的腐蚀寿命。因此,在工程设计中预先考虑留腐蚀余量的措施,可以达到防止设备过早腐蚀损坏的目的。均匀腐蚀虽然会导致金属材料大量流失,但通常不会引起金属结构的突然失效事故,因为它易于检测和检测。
,&,均匀腐蚀是很常见的,这可能是由于电化学腐蚀,如自我解体的过程均匀电极(纯金属)或微多相电极(统一合金)在电解质溶液中,或由纯化学腐蚀反应,如一般金属材料在高温下的氧化。对各种腐蚀失效事故和案例的调查结果表明,均匀腐蚀仅占20%左右,其余80%为局部腐蚀损伤。
腐蚀均匀程度可用腐蚀速率表示。有两个常用的单位:一是单位时间单位表面积失重,单位为g / (M2·h);二是单位时间内腐蚀的平均厚度,单位为mm /年
金属对人类的重要性是众所周知的。可以说,没有金属,就没有现代人类文明。金属与其周围介质发生化学反应或电化学反应后,会形成金属化合物,使金属失去原有的光泽、强度和韧性,金属会受到损伤,这就是金属腐蚀。
金属腐蚀问题在国民经济和国防建设各部门普遍存在。在大多数情况下,腐蚀是破坏性的,其造成的损失是非常严重的。据国外统计,每年有超过100吨的金属设备和材料因腐蚀而报废。在许多国家对国内腐蚀的调查中,发现腐败造成的经济损失高达国民经济总产值的3% ~ 4%,这是非常惊人的。因此,各国腐蚀工作者十分重视对腐蚀的研究,积极采取各种防护措施,尽量减少腐蚀造成的损失。