金属腐蚀的分类
按照反应的特性,金属腐蚀可分为:1.化学腐蚀;2.生物腐蚀;3.电化学腐蚀。
化学腐蚀是指氧化剂和金属表面接触,发生化学反应导致的腐蚀。
生物腐蚀是指由各种微生物的生命活动引起的腐蚀。
电化学腐蚀是指发生电化学反应导致的腐蚀。电化学腐蚀是最普遍和最严重的腐蚀,因此研究电化学腐蚀具有重要的意义!
电化学腐蚀的机理
金属材料与电解质溶液接触,通过电极反应产生的腐蚀。电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。在反应中,金属失去电子而被氧化,其反应过程称为阳极反应过程,反应产物是进入介质中的金属离子或覆盖在金属表面上的金属氧化物(或金属难溶盐);介质中的物质从金属表面获得电子而被还原,其反应过程称为阴极反应过程。在阴极反应过程中,获得电子而被还原的物质习惯上称为去极化剂。
在均匀腐蚀时,金属表面上各处进行阳极反应和阴极反应的概率没有显著差别,进行两种反应的表面位置不断地随机变动。如果金属表面有某些区域主要进行阳极反应,其余表面区域主要进行阴极反应,则称前者为阳极区,后者为阴极区,阳极区和阴极区组成了腐蚀电池。直接造成金属材料破坏的是阳极反应,故常采用外接电源或用导线将被保护金属与另一块电极电位较低的金属相联接,以使腐蚀发生在电位较低的金属上。
(1)析氢腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较强时)
阳极(Fe):Fe==Fe2++2e- Fe2++2H2O==Fe(OH)2+2H+
阴极(杂质):2H++2e-==H2
由于有氢气放出,所以称之为析氢腐蚀。
(2)吸氧腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较弱时)
阳极(Fe):Fe==Fe2++2e-
阴极:O2+2H2O+4e-==4OH-
总反应:2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2
由于吸收氧气,所以也叫吸氧腐蚀。
析氢腐蚀与吸氧腐蚀生成的Fe(OH)2被氧所氧化,生成Fe(OH)3脱水生成Fe2O3(铁锈)。钢铁制品在大气中的腐蚀主要是吸氧腐蚀。
Fe+2H2O==Fe(OH)2+H2↑ O2+2H2O+4e-→4OH-