腐蚀发生的机理

腐蚀发生的机理

  系统的腐蚀发生可分为均匀腐蚀和局部腐蚀;

  (1)电偶腐蚀:系统由两种及以上金属材质构成时,不同材质的金属之间会产生电化学腐蚀,这种腐蚀的速度是根据水中导电离子浓度来决定的,发生腐蚀大多为局部腐蚀。

  (2)氯离子对不锈钢的晶间腐蚀:Cr和Ni是不锈钢获得耐腐蚀性能主要的合金元素。 Cr和Ni使不锈钢在氧化性介质中生成一层十分致密的氧化膜,使不锈钢钝化,降低了不锈钢在氧化性介质中的腐蚀速度,使不锈钢的耐腐蚀性能提高。氯离子的活化作用对不锈钢氧化膜的建立和破坏均起着重要作用。由于氯离子半径小,穿透能力强,故它容易穿透氧化膜内小的孔隙到达金属表面,并与金属相互作用形成了可溶性化合物,使氧化膜的结构发生变化,金属产生腐蚀。

  (3)溶解氧腐蚀:水中含有溶解氧浓度越大,腐蚀的速度也越大,碳钢在与水接触中的腐蚀有四个过程。第一个过程,单质铁放出自由电子而成为亚铁离子进入溶液:第二个过程是自由电子从阳极单质铁,流入碳钢中含有的阴极渗碳体;第三个过程是溶解氧在渗碳体上吸收电子;第四个过程是阴、阳极产物相结合生成Fe(OH)2沉淀。这四个过程中慢的是溶解氧扩散到阴极速度,这一速度控制了整个过程的腐蚀速度。Fe(OH)2在溶解氧的作用下进一步氧化成Fe(OH)3成为碳钢表面的氧化--水化物。碳钢在水中形成的锈层大致分为三层:内层是黄色的氧化亚铁水合物,其分子式为FeOnH2O,n数值不固定。中间往往是一层黑褐色的 FeO4nH2O物质,而外层是三价铁的氧化物Fe2O3nH2O,这类氧化物有两种异构体一种是 r-Fe2O3,另一种为a-Fe2O3均为红棕色。由于a-Fe2O3比r-Fe2O3有更低的自由能,因而多数以a-Fe2O3存在。在锈层中,外层氧化物中氧含量高,而内层氧化物中氧含量低。在全面腐蚀中,这层腐蚀产物对溶解氧的扩散速度起到一定的缓解作用。

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