金屬腐蝕按其位置可分為整體金屬腐蝕和局部金屬腐蝕。金屬腐蝕還可以根據(jù)腐蝕環(huán)境進(jìn)行分類,即可分為化學(xué)介質(zhì)腐蝕、大氣介質(zhì)腐蝕、海水介質(zhì)腐蝕和土壤腐蝕。根據(jù)腐蝕過(guò)程的特點(diǎn),還可以分為三類:化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕和物理腐蝕。雖然上述腐蝕分類方法不夠嚴(yán)格,但這些分類方法可以幫助我們從腐蝕介質(zhì)或腐蝕過(guò)程的特點(diǎn)來(lái)了解腐蝕規(guī)律。
金屬的化學(xué)腐蝕反應(yīng)可分為兩個(gè)步驟。第一步是氧化步驟,第二步是脫電子步驟。氧化過(guò)程釋放自由電子,而脫電子過(guò)程是除去自由電子的過(guò)程。
陽(yáng)離子可以進(jìn)入溶液或與其他陰離子結(jié)合形成化合物。氧化過(guò)程必須與脫電子過(guò)程同時(shí)配合才能完成整個(gè)反應(yīng)。
因此,只有通過(guò)電子去除步驟去除氧化步驟產(chǎn)生的自由電子,金屬原子才能不斷被腐蝕。實(shí)際的腐蝕過(guò)程是一個(gè)非常緩慢而相對(duì)均勻地在表面上失去金屬原子的過(guò)程。在某些條件下,如果在一個(gè)區(qū)域形成陽(yáng)極或陰極區(qū)域,可能會(huì)出現(xiàn)局部腐蝕不均勻,并形成可見(jiàn)的腐蝕坑。
鋼鐵不會(huì)很快被腐蝕,因?yàn)樗谋砻嬖谒袝?huì)形成一層氧化保護(hù)層。由于鐵容易被氧化形成氧化鐵,所以不溶于水,容易沉積在金屬表面,從而阻礙了進(jìn)一步的腐蝕。這種現(xiàn)象稱為腐蝕鈍化。鋯、鉻、鋁、不銹鋼等金屬在常溫的水或空氣中會(huì)形成很薄的保護(hù)層,有時(shí)甚至薄得肉眼無(wú)法分辨。由于這種薄保護(hù)層,這些金屬在水或空氣中具有良好的耐腐蝕性。
金屬腐蝕的防護(hù)方法有很多,包括以下幾種:
1. 選擇合適的耐腐蝕金屬或合金
當(dāng)鐵的純度達(dá)到99.95%時(shí),它是銀白色的,可以像金子一樣拉長(zhǎng)。這種高純鐵幾年也不會(huì)生銹。
該合金可以提高電極電位,降低電極活性,大大提高金屬的穩(wěn)定性。因此,通常根據(jù)不同的用途制備耐腐蝕合金。如果在鋼中加入Cr、Al、Si等元素,可以提高鋼的抗氧化能力。
2. 覆蓋層的方法
覆蓋保護(hù)層的方法有兩種:一種是用耐腐蝕非金屬材料(如油漆、塑料、玻璃等)覆蓋待保護(hù)的金屬表面;另一種是將耐腐蝕性強(qiáng)的金屬或合金覆蓋在要電鍍保護(hù)的金屬上。
3.緩蝕劑法是在腐蝕介質(zhì)中加入少量能降低腐蝕速率的物質(zhì)以防止腐蝕的方法,稱為緩蝕劑法。添加的物質(zhì)稱為緩蝕劑。
4. 電化學(xué)保護(hù)方法
電化學(xué)保護(hù)方法分為陰極保護(hù)和陽(yáng)極保護(hù)。
金屬材料是現(xiàn)代社會(huì)廣泛使用的工程材料,對(duì)人類文明和發(fā)展起著非常重要的作用。金屬材料不僅用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究,在日常生活中也隨處可見(jiàn)。然而,金屬材料容易與周?chē)橘|(zhì)發(fā)生反應(yīng),導(dǎo)致金屬腐蝕。金屬一旦腐蝕,其性能將大大降低。如果設(shè)備上的金屬部件被腐蝕,設(shè)備將無(wú)法工作,給人員帶來(lái)經(jīng)濟(jì)等損失。因此,防止金屬腐蝕是非常重要的。
防止金屬腐蝕的方法有很多,包括以下幾種:
首先,在制造金屬零件的過(guò)程中,加入不易與周?chē)橘|(zhì)發(fā)生反應(yīng)的耐腐蝕材料。例如鉻、鎳、鈦在空氣中不易氧化,能產(chǎn)生致密的印刷PU膜,抗酸、堿、鹽的腐蝕。加入鐵或銅可以使金屬制品具有優(yōu)良的耐腐蝕性能??捎糜诮饘俜勰┮苯?。通過(guò)加入不同性能的金屬粉末,靈活混合各種金屬元素,可以得到耐腐蝕性能優(yōu)異的金屬零件。鐵碳合金等金屬材料也可進(jìn)行防腐處理。
第二,采用涂布法防止腐蝕。涂布工藝包括三大類:涂布與噴涂、涂布與化學(xué)轉(zhuǎn)化膜。在金屬表面形成保護(hù)層,將金屬與腐蝕介質(zhì)的接觸分開(kāi),以減少腐蝕。