腐朽
編輯腐蝕是一種將精煉金屬轉化為化學性質更穩定的氧化物的自然過程。 它是材料(通常是金屬)通過與其環境發生化學或電化學反應而逐漸退化的過程。 腐蝕工程是致力于控制和防止腐蝕的領域。
在該詞的最常見用法中,這意味著金屬與氧化劑(如氧氣、氫氣或氫氧化物)反應發生電化學氧化。 生銹,即鐵氧化物的形成,是電化學腐蝕的一個眾所周知的例子。 這種類型的損壞通常會產生原始金屬的氧化物或鹽,并導致獨特的橙色著色。 腐蝕也可能發生在金屬以外的材料中,例如陶瓷或聚合物,盡管在這種情況下,降解一詞更為常見。 腐殖質會降低材料和結構的有用特性,包括強度、外觀以及對液體和氣體的滲透性。
許多結構合金僅因暴露于空氣中的水分而腐蝕,但暴露于某些物質會嚴重影響該過程。 腐蝕可以局部集中形成凹坑或裂縫,也可以延伸到大面積或多或少均勻地腐蝕表面。 因為腐蝕是一個擴散控制的過程,所以它發生在暴露的表面上。 因此,降低暴露表面活性的方法(例如鈍化和鉻酸鹽轉化)可以提高材料的耐腐蝕性。 然而,一些腐蝕機制不太明顯,也較難預測。
腐蝕的化學成分很復雜; 它可以被認為是一種電化學現象。 在鐵制物體表面特定點的腐蝕過程中,會發生氧化,該點充當陽極。 在此陽極點釋放的電子移動穿過金屬并到達金屬上的另一個點并在 H+ 存在的情況下還原該點的氧(據信可從碳酸獲得(H2CO3) 由于大氣中潮濕空氣條件下空氣中的二氧化碳溶解到水中而形成。由于其他酸性物質的溶解,水中的氫離子也可能可用 大氣中的氧化物)。 這個點就像陰極。
電偶腐蝕
編輯當兩種不同的金屬彼此發生物理或電接觸并浸入同一電解液中,或者當同一金屬暴露于不同濃度的電解液時,就會發生電化腐蝕。 在電偶中,越活潑的金屬(陽極)腐蝕速度越快,越貴重的金屬(陰極)腐蝕速度越慢。 當分別浸泡時,每種金屬都會以自己的速度腐蝕。 使用什么類型的金屬很容易通過遵循電流序列來確定。 例如,鋅常被用作鋼結構的犧牲陽極。 電偶腐蝕是海洋工業以及水(含鹽)接觸管道或金屬結構的任何地方的主要關注點。
陽極的相對尺寸、金屬類型和操作條件(溫度、濕度、鹽度等)等因素會影響電偶腐蝕。 陽極和陰極的表面積比直接影響材料的腐蝕速率。 使用犧牲陽極通常可以防止電偶腐蝕。
電偶系列
在任何給定環境中(一種標準介質是曝氣的室溫海水),一種金屬將比其他金屬更惰性或更活躍,這取決于其離子與表面結合的強度。 電接觸的兩種金屬共享相同的電子,因此每個表面的拔河類似于兩種材料之間對自由電子的競爭。 使用電解質作為離子沿相同方向流動的主體,貴金屬將從活性金屬中獲取電子。 可以測量由此產生的質量流量或電流,以在感興趣的介質中建立材料的層次結構。 這種層次結構稱為電偶序列,可用于預測和理解腐蝕。
腐殖質去除
編輯通常可以通過化學方法去除腐蝕產物。
腐殖去除不應與電解拋光相混淆,電解拋光會去除底層金屬的某些層以形成光滑的表面。 例如,磷酸也可用于電解拋光銅,但它是通過去除銅而不是銅腐蝕的產物來實現的。
耐腐蝕
編輯有些金屬本質上比其他金屬更耐腐蝕。 有多種方法可以保護金屬免受腐蝕(氧化),包括涂漆、熱浸鍍鋅、陰極保護以及這些方法的組合。
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