金属腐蚀——金属腐蚀的分类

  金属材料在使用过程中，由于周围环境的影响会遭到不同形式的破坏，其中最常见的破坏形式是断裂、磨损和腐蚀。金属腐蚀是指金属与周围环境 （或介质） 之间发生化学或电化学作用而被破坏或变质的现象。红锈属于典型的金属腐蚀现象，因此，了解金属腐蚀的成因对理解红锈的机制尤为关键。

    由于金属腐蚀的现象和机制比较复杂，所以金属腐蚀有不同的分类，常用的腐蚀分类是按照腐蚀机制、腐蚀形态和腐蚀自然环境进行分类。

    （1） 按照腐蚀机制分类 金属腐蚀按照腐蚀机制可分为化学腐蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀，其中电化学腐蚀最为普遍，对金属的危害最为严重。

    ① 化学腐蚀——是指金属表面与非电解质直接发生化学反应而引起的腐蚀。

    在反应过程中没有电流产生，如钢铁在空气中加热时，铁与空气中的氧气发生化学反应生成疏松的铁氧化物；铝在四氯化碳或乙醇中的腐蚀；镁或钛在甲醇中的腐蚀等均属于化学腐蚀。

    该类腐蚀的特点是，在一定条件下，非电解质中的氧化剂直接与金属表面原子相互作用而形成腐蚀产物，腐蚀过程电子的传递是在金属和氧化剂之间直接进行的，所以没有电流产生。

    金属高温氧化一般认为是化学氧化，但由于高温可使金属表面形成半导体氧化皮，故也有学者将高温氧化纳入电化学机制中。

    ② 电化学腐蚀——是指金属在水溶液中，与离子导电的电解质发生电化学反应产生的破坏。

    在反应过程中有电流产生，腐蚀金属表面存在阴极和阳极，阳极反应使金属失去电子变成带正电的离子进入介质中，称为阳极氧化过程。阴极反应是介质中的氧化剂吸收来自阳极的电子，称为阴极还原反应，这两个反应是相互独立而又同时进行的，称为一对共轭反应。

    这使得金属表面阴阳极组成了短路电池，腐蚀过程中有电流产生，如金属在大气、海水、土壤、酸碱盐溶液、 自来水、注射用水等介质中的腐蚀均属于这一类。

    ③ 物理腐蚀——是指金属和周围的介质发生单纯的物理溶解而产生的破坏。金属在液态金属高温熔盐、熔碱中均可发生物理溶解。

    物理腐蚀是由于物质迁移引起的，固体金属在液态介质中溶解而转移到液态中，使得金属破坏，故没有电流产生，是一个纯物理过程。如钢容器被熔融的液态金属锌溶解，使得钢容器壁变薄等。

    （2） 按照腐蚀形态分类 根据金属腐蚀破坏形态，可将腐蚀分为均匀腐蚀和局部腐蚀两大类。

    ① 均匀腐蚀——是指发生在金属表面的全部或大部分腐蚀，也称全面腐蚀。

    腐蚀的结果是材料的质量减少，厚度变薄。均匀腐蚀危害性较小，因为只要知道材料腐蚀速率，就可计算出材料的使用寿命，如钢在盐酸中迅速溶解，某些不锈钢在还原性强酸和有机酸中的溶解等，多数情况下，金属表面会形成保护性的腐蚀产物膜，使腐蚀变慢。

    ② 局部腐蚀——是指只发生在金属表面狭小区域的破坏。

    其危害性比均匀腐蚀严重得多，占设备机械腐蚀破坏的65%以上，由于大多数局部腐蚀难以发现，对设备及系统产生突发性和灾难性的影响，可诱发火灾、爆炸等事故，其主要类型如下：

    a. 电偶腐蚀。 当两种电极电位不同的金属或合金相互接触，并在一定介质发生电化学反应，使电位较负的金属发生加速破坏的现象。

    b. 点蚀。 在金属表面上极个别区域产生小而深的点蚀现象，一般情况下蚀孔的深度要比其直径大得多，严重时可将设备穿透。

    c. 缝隙腐蚀。 是指在电解质中，金属与金属或金属与非金属表面之间构成狭窄的缝隙，缝隙内离子移动受阻滞，形成浓差电池，从而产生局部破坏的现象。 d. 晶间腐蚀。 金属在特定腐蚀介质中，沿着材料晶界出现的腐蚀，使晶粒之间丧失结合力的一种局部腐蚀现象。

    e. 应力腐蚀。 金属在特定电解质中，在拉应力 （包括外加载荷、热应力、冷加工、焊接等引起的残余应力） 作用下，局部所出现的低于强度极限的开裂现象。

    （3） 按照腐蚀环境分类 按照腐蚀环境可分为大气腐蚀、土壤腐蚀、海水腐蚀、 生物腐蚀、 高温气体中腐蚀、辐照腐蚀、酸碱盐中腐蚀、溶盐腐蚀及非水溶液中的腐蚀等。