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  2. 輕松get:化學腐蝕與電化學腐蝕原理
    2015-01-23 15:14:34 作者:未知來源:

      腐蝕的分類方法有很多,按材料腐蝕原理的不同,可分為化學腐蝕和電化學腐蝕。根據字面意思,兩個名詞的區別在于一個“電”字,具體來說,化學腐蝕與電化學腐蝕的原理到底有何差異呢?
     

     

      化學腐蝕是金屬在干燥的氣體介質中或在不導電的液體介質中(如酒精、石油等)發生的腐蝕,腐蝕過程中無電流產生。電化學腐蝕是指金屬在導電的液態介質中因電化學作用導致的腐蝕,在腐蝕過程中有電流產生。大氣腐蝕、海水腐蝕、土壤腐蝕等都屬于電化學腐蝕。根據熱力學第二定律,產生金屬腐蝕的驅動力是腐蝕過程中金屬與環境介質組成系統總自由能的降低。

     

      按腐蝕環境不同,可將腐蝕分成三類:濕蝕(包括水溶液腐蝕、大氣腐蝕、土壤腐蝕和化學藥品腐蝕),干蝕(包括高溫氧化、硫腐蝕、氫腐蝕、液態金屬腐蝕、熔鹽腐蝕、羧基腐蝕等),微生物腐蝕(包括細菌腐蝕、真菌腐蝕、流化菌腐蝕、藻類腐蝕)等。

     

      按腐蝕形態不同,可將腐蝕分為全面腐蝕和局部腐蝕兩大類。腐蝕分布在整個金屬表面上(包括較均勻的和不均勻的)稱為全面腐蝕;腐蝕局限在金屬的某一部位則稱為局部腐蝕。在全面腐蝕過程中,進行金屬溶解反應和物質還原反應的區域都非常小,甚至是超顯微的,陰、陽極區域的位置在腐蝕過程中隨機變化,使腐蝕分布相對均勻,危害也相對小些。而在局部腐蝕過程中,腐蝕集中在局部位置上,金屬的其余部分幾乎沒有發生腐蝕。

     

      金屬化學腐蝕的基本原理

     

      當裸金屬表面與干燥的空氣或氧氣接觸時,首先將在表面形成氧分子的物理吸附層,并迅速轉化為一層較為穩定的化學吸附膜。隨著氧化過程的繼續進行,反應物質必須先通過膜層然后再與基體起反應,氧化速度往往由傳質過程所控制。在低溫和常溫時熱擴散不能發生,只可能發生離子電遷移,此時膜的生長速率較慢。在較高溫度時膜的增長主要依靠熱擴散。

     

      材料化學腐蝕動力學過程是用幾種典型形式表示的。在實際的腐蝕過程中,由于腐蝕環境或腐蝕介質的復雜性,材料化學腐蝕的動力學過程往往是上述幾種機制的綜合。可見,提高材料抗氧化能力的重要途徑就是改變材料的表面成分,使其氧化動力學曲線呈對數變化。

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