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金属腐蚀的原因

金属腐蚀的原因

2024-03-02 10:55 331人阅读

金属材料受周围介质的作用而损坏,称为金属腐蚀。金属的锈蚀是最常见的腐蚀形态。腐蚀时,在金属的界面上发生了化学或电化学多相反应,使金属转入氧化(离子)状态。那么,金属腐蚀的原因是什么?

金属腐蚀的原因

(1)金属中杂质的存在容易引起腐蚀:纯金属在空气中通常几乎不易腐蚀,甚至像铁这样的金属在纯净状态下也不生锈。

(2)金属表面情况的影响:金属表面如非常洁净且平整时不易受腐蚀,而凹凸不平的表面和洞穴、裂纹等易于藏污纳垢的地方,容易锈蚀。

(3)金属表面氧化膜的影响:当金属表面生成的氧化膜体积与所消耗的金属体积差不多时,可以得到非常紧密而坚固的表面膜,使金属表面“钝化”,避免再向深部氧化,如A1、Ni、Cr等金属的氧化膜。

(4)介质性质的影响:金属在潮湿的空气中比在干燥的空气中容易腐蚀;埋在地下的金属管道比在地面上的容易腐蚀。

腐蚀的分类

1、点蚀

点蚀又称坑蚀和小孔腐蚀。点蚀有大有小,一般情况下,点蚀的深度要比其直径大的多。点蚀经常发生在表面有钝化膜或保护膜的金属上。

2、缝隙腐蚀

在电解液中,金属与金属或金属与非金属表面之间构成狭窄的缝隙,缝隙内有关物质的移动受到了阻滞,形成浓差电池,从而产生局部腐蚀,这种腐蚀被称为缝隙腐蚀。

3、应力腐蚀

材料在特定的腐蚀介质中和在静拉伸应力(包括外加载荷、热应力、冷加工、热加工、焊接等所引起的残余应力,以及裂缝锈蚀产物的楔入应力等)下,所出现的低于强度极限的脆性开裂现象,称为应力腐蚀开裂。

4、腐蚀疲劳

腐蚀疲劳是在腐蚀介质与循环应力的联合作用下产生的。这种由于腐蚀介质而引起的抗腐蚀疲劳性能的降低,称为腐蚀疲劳。

5、晶间腐蚀

晶间腐蚀是金属材料在特定的腐蚀介质中,沿着材料的晶粒间界受到腐蚀,使晶粒之间丧失结合力的一种局部腐蚀破坏现象。

钢铁为什么被腐蚀

形成原电池,发生吸氧腐蚀:

负极(Fe):2Fe-4e⁻=2Fe²⁺

正极(C):O₂+4e⁻+4H₂O=4OH⁻

这是电化学腐蚀当中一个比较典型的例子。钢铁在潮湿的空气中表面会形成一薄层水膜,水膜又溶解有来自大气中的二氧化碳、二氧化硫、硫化氢、等气体,使水膜中含有一定量的氢离子,结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜,它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好构成了原电池。

由于在腐蚀过程中不断有氢气放出,所以叫做析氢腐蚀,这是在酸性环境中引起的腐蚀。如果钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性,但溶有一定量的氧气,此时就会发生吸氧腐蚀。

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