金屬腐蝕的產(chǎn)生
當(dāng)金屬和周圍介質(zhì)接觸時(shí),由發(fā)生化學(xué)作用或電化學(xué)作用二引起的破壞叫做金屬的腐蝕。 除少數(shù)的貴重金屬( 如 Au、 Pt) 需要像王水那樣的特殊介質(zhì)外,各種金屬都有與周圍介質(zhì)發(fā)生作用而轉(zhuǎn)變成離子的傾向,也就是說(shuō)金屬腐蝕是自然趨勢(shì)( 自發(fā)的), 因此腐蝕現(xiàn)象是普遍存在的。 金屬腐蝕直接或間接地造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,甚至?xí)饑?yán)重的事故;但金屬腐蝕有時(shí)也會(huì)給人類帶來(lái)好處( 如刻字)。 因此, 我們每一名操作人員都應(yīng)了解金屬腐蝕的產(chǎn)生機(jī)理。
根據(jù)金屬腐蝕過(guò)程的不同特點(diǎn), 可將其分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩類。
對(duì)不同的金屬來(lái)說(shuō), 在相同條件下, 金屬越活潑, 電極電勢(shì)越負(fù), 越易被腐蝕, 腐蝕速度也越快; 反之, 金屬越不活潑, 電極電勢(shì)越大, 越不易被腐蝕, 腐蝕速度也越慢。 就同一種金屬而言, 主要是環(huán)境介質(zhì)的影響, 影響因素大致有濕度、 溫度、 空氣中的污染物質(zhì)、 溶液狀況及生產(chǎn)過(guò)程中的人為因素等幾種。
1. 大氣相對(duì)濕度對(duì)腐蝕速度的影響 水蒸氣的含量多少, 即通常所說(shuō)的大氣干濕程度。 常溫下, 金屬在大氣中的腐蝕主要是吸氧腐蝕。 吸氧腐蝕主要取決于構(gòu)成電解質(zhì)溶液的水分出現(xiàn)的機(jī)會(huì)。 在某一相對(duì)濕度( 臨界相對(duì)濕度) 以下, 金屬即使是長(zhǎng)期暴露于空氣中, 仍幾乎完全不生銹,但是如果超過(guò)這一相對(duì)濕度時(shí), 金屬就很快腐蝕。 如果金屬表面有吸濕性物質(zhì)( 如灰塵、 水溶性鹽類等) 污染, 或其表面形狀粗糙而多孔時(shí),則臨界相對(duì)濕度就會(huì)大幅度下降。
2. 環(huán)境溫度的影響 溫度的影響一般要和濕度條件綜合起來(lái)考慮。 當(dāng)濕度低于金屬的臨界相對(duì)濕度時(shí), 溫度對(duì)腐蝕的影響很小, 此時(shí)無(wú)論氣溫多高, 金屬也幾乎不腐蝕。 而當(dāng)濕度在臨界相對(duì)濕度以上時(shí), 濕度的影響就會(huì)相應(yīng)地增大。 此時(shí)溫度每升高 10℃, 銹蝕速度提高約 2 倍。 所以在雨季或濕熱帶, 溫度越高, 生銹越嚴(yán)重。 在潮濕的環(huán)境中用汽油洗滌零件時(shí), 洗后由于汽油迅速揮發(fā), 而使零件變冷, 表面馬上就會(huì)凝結(jié)一層水膜, 所有這些都會(huì)引起金屬生銹。
3.空氣中的污染物質(zhì)的影響 SO2、 CO2、 CI-灰塵等污染性物質(zhì), 在大氣中是大量存在的。 SO2、 CO2 等都是酸性氣體, 它溶于水膜, 不僅增加了作為電解質(zhì)溶液的水膜的導(dǎo)電性, 而且析氫腐蝕和吸氧腐蝕同時(shí)發(fā)生, 從而加快了腐蝕速度。 CI-離子的作用, 特別在近海洋的大氣中, 也能促進(jìn)腐蝕的發(fā)生。 CI-離子體積小, 無(wú)孔不入, 能穿透水膜, 破壞金屬表面的鈍化膜, 生成的 FeCl3 又易溶于水, 溶于水膜后大大提高水膜的導(dǎo)電能力。 鋼鐵材料在濱海大氣及海洋運(yùn)輸中腐蝕速度較快的原因就是CI-離子的作用。