金属腐蚀的产生
当金属和周围介质接触时,由发生化学作用或电化学作用二引起的破坏叫做金属的腐蚀。 除少数的贵重金属( 如 Au、 Pt) 需要像王水那样的特殊介质外,各种金属都有与周围介质发生作用而转变成离子的倾向,也就是说金属腐蚀是自然趋势( 自发的), 因此腐蚀现象是普遍存在的。 金属腐蚀直接或间接地造成巨大的经济损失,甚至会引起严重的事故;但金属腐蚀有时也会给人类带来好处( 如刻字)。 因此, 我们每一名操作人员都应了解金属腐蚀的产生机理。
根据金属腐蚀过程的不同特点, 可将其分为化学腐蚀和电化学腐蚀两类。
对不同的金属来说, 在相同条件下, 金属越活泼, 电极电势越负, 越易被腐蚀, 腐蚀速度也越快; 反之, 金属越不活泼, 电极电势越大, 越不易被腐蚀, 腐蚀速度也越慢。 就同一种金属而言, 主要是环境介质的影响, 影响因素大致有湿度、 温度、 空气中的污染物质、 溶液状况及生产过程中的人为因素等几种。
1. 大气相对湿度对腐蚀速度的影响 水蒸气的含量多少, 即通常所说的大气干湿程度。 常温下, 金属在大气中的腐蚀主要是吸氧腐蚀。 吸氧腐蚀主要取决于构成电解质溶液的水分出现的机会。 在某一相对湿度( 临界相对湿度) 以下, 金属即使是长期暴露于空气中, 仍几乎完全不生锈,但是如果超过这一相对湿度时, 金属就很快腐蚀。 如果金属表面有吸湿性物质( 如灰尘、 水溶性盐类等) 污染, 或其表面形状粗糙而多孔时,则临界相对湿度就会大幅度下降。
2. 环境温度的影响 温度的影响一般要和湿度条件综合起来考虑。 当湿度低于金属的临界相对湿度时, 温度对腐蚀的影响很小, 此时无论气温多高, 金属也几乎不腐蚀。 而当湿度在临界相对湿度以上时, 湿度的影响就会相应地增大。 此时温度每升高 10℃, 锈蚀速度提高约 2 倍。 所以在雨季或湿热带, 温度越高, 生锈越严重。 在潮湿的环境中用汽油洗涤零件时, 洗后由于汽油迅速挥发, 而使零件变冷, 表面马上就会凝结一层水膜, 所有这些都会引起金属生锈。
3.空气中的污染物质的影响 SO2、 CO2、 CI-灰尘等污染性物质, 在大气中是大量存在的。 SO2、 CO2 等都是酸性气体, 它溶于水膜, 不仅增加了作为电解质溶液的水膜的导电性, 而且析氢腐蚀和吸氧腐蚀同时发生, 从而加快了腐蚀速度。 CI-离子的作用, 特别在近海洋的大气中, 也能促进腐蚀的发生。 CI-离子体积小, 无孔不入, 能穿透水膜, 破坏金属表面的钝化膜, 生成的 FeCl3 又易溶于水, 溶于水膜后大大提高水膜的导电能力。 钢铁材料在滨海大气及海洋运输中腐蚀速度较快的原因就是CI-离子的作用。