金属腐蚀

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金属腐蚀

金属防腐蚀的方法很多,主要有改善金属的本质、把被保护金属与腐蚀介质隔开、或对金属进行表面处理、改善腐蚀环境以及电化学保护等。

一、改善金属的本质。

根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金或在金属中添加合金元素,提高其耐蚀性,可以防止或减缓金属的腐蚀。例如,在钢中加入镍制成不锈钢可以增强防腐蚀能力。

二、形成保护层。

在金属表面覆盖各种保护层,把被保护金属与腐蚀性介质隔开,是防止金属腐蚀的有效方法。工业上普遍使用的保护层有非金属保护层和金属保护层两大类。它们是用化学方法、物理方法和电化学方法实现的。

1、金属的磷化处理。钢铁制品去油、除锈后,放入特定组成的磷酸盐溶液中浸泡,即可在金属表面形成一层不溶于水的磷酸盐薄膜,这种过程叫做磷化处理。

1.一般攻击腐蚀

也称为均匀攻击腐蚀,一般攻击腐蚀是腐蚀最常见的类型,它是通过化学或电化学反应来导致金属的整个裸露表面的腐蚀恶化。最终,金属腐蚀恶化成废材。均匀腐蚀是指接触腐蚀介质的金属表面全面产生腐蚀的现象。

2.局部腐蚀

按金属材料腐蚀破坏形态可以将腐蚀分为均匀腐蚀和局部腐蚀两大类。在实际的腐蚀体系中,大多数金属所发生的腐蚀是局部腐蚀。由于局部腐蚀发生在金属表面的不大范围内,所以绝大多数金属表面腐蚀量很小,但是工程结构、构件及零件的使用寿命主要取决于局部腐蚀损伤的发展。

3.电化学腐蚀

电化学腐蚀,不同于一般的金属腐蚀,当两种不同的金属同时位于腐蚀性电解液中时便会发生。其中一种金属成为阳极,另一种金属成为阴极,两种金属之间会产生电偶。阳极亦称牺牲金属,腐蚀和恶化速度比其独自腐蚀时更快,而阴极腐蚀恶化的速度会比其他方式更慢。

据专家介绍金属根据腐蚀的作用原理,可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。

一、化学腐蚀原理

化学腐蚀是由于金属表面与环境介质发生化学作用而引起的腐蚀。当金属与非电解质相接触时,非电解质中的分子被金属表面所吸附,并分解为原子后与金属原子化合,生成腐蚀产物。化学腐蚀的基本过程是介质分子在金属表面吸附和分解,金属原子与介质原子化合,反应产物或者挥发掉或者附着在金属表面成膜,属于前者时金属不断被腐蚀,属于后者时金属表面膜不断增厚,使反应速度下降。

二、电化学腐蚀原理

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);耐腐蚀志盛威华无机防腐涂料耐腐蚀效果好,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。直接造成金属材料破坏的是阳极反应,故通常情况下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.相对湿度的影响

空气中相对湿度越高,金属表面水膜越厚,空气中的氧透过水膜到金属表面作用。相对湿度达到一定数值时,腐蚀速度大幅上升,这个数值称为临界相对湿度,钢的临界相对湿度约为70%。

2.温度的影响

环境温度与相对湿度关联,干燥的环境(沙漠)下,气温再高金属也不容易锈蚀。当相对湿度达到临界值时,温度的影响明显加剧,温度每增加10℃,锈蚀速度提高两倍。因此,在湿热带或雨季,气温越高,锈蚀越严重。

3.氧气的影响

用下列反应式表示生锈过程:

Fe+H2O→Fe(OH)2

Fe(OH)2+ H2O+O2→Fe(OH)3

Fe+ H2O+O2→Fe(OH)3

可见没有水和氧气,金属就不会生锈,空气中20%体积是氧气,它是无孔不入的。

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