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。名稱上雖然只有一字之差,但兩者有著本質的區別,下面就讓我們一起來認識一下化學腐蝕和電化學腐蝕吧!
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。
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。
金屬電化學腐蝕原理:金屬材料與電解質接觸,將發生電化學反應,在界面處形成雙電層并建立相應的電位。這種金屬電極與溶液界面之間存在的電位差就稱為金屬的電極電位。
然而,通常所說的電極電位是指以該電極為陽極,以標準氫電極為陰極構成原電池,所測得原電池的電動勢(即原電池開路時兩個電極之間的電位差〉,因此又稱為標準電極電位。
當電極上氧化還原反應為可逆反應時的電極稱為可逆電極,在沒有電流通過時,可逆電極所具有的電位稱為平衡電位。
平衡電位除了與該電極的標準電極電位大小有關外,還與電解質的溫度、有效濃度(即活度)等因素有關。
化學腐蝕在生產和生活中并不普遍、只有在特殊條件下發生,例如,化工廠里的氯氣與鐵反應生成氯化亞鐵。防止化學腐蝕的方法有以下幾種:1. 鈍化,例如用鋁罐運輸冷濃硝酸;2. 電鍍 , 例如鍍鋅;3. 刷隔離層,例如鐵上刷油漆。
鋼鐵生銹是最為常見的電化學腐蝕現象,在生產生活人們會根據電化學腐蝕原理,依靠外部電流的流入改變金屬的電位,從而降低金屬腐蝕速度,這種材料保護技術叫做電化學保護。按照金屬電位變動的趨向,電化學保護分為陰極保護和陽極保護兩類。①陰極保護。通過降低金屬電位而達到保護目的的,稱為陰極保護。根據保護電流的來源,陰極保護有外加電流法和犧牲陽極法。外加電流法是由外部直流電源提供保護電流,電源的負極連接保護對象,正極連接輔助陽極,通過電解質環境構成電流回路。犧牲陽極法是依靠電位負于保護對象的金屬(犧牲陽極)自身消耗來提供保護電流,保護對象直接與犧牲陽極連接,在電解質環境中構成保護電流回路。陰極保護主要用于防止土壤、海水等中性介質中的金屬腐蝕。②陽極保護。通過提高可鈍化金屬的電位使其進入鈍態而達到保護目的的,稱為陽極保護。陽極保護是利用陽極極化電流使金屬處于穩定的鈍態,其保護系統類似于外加電流陰極保護系統,只是極化電流的方向相反。只有具有活化 - 鈍化轉變的腐蝕體系才能采用陽極保護技術,例如濃硫酸貯罐、氨水貯槽等。
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