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金屬的腐蝕

 

金屬的腐蝕

按原理分：

1.化學腐蝕（緩慢的、均勻的、沒有腐蝕電流產生）——化學浸蝕溶解

2.電化學腐蝕（有腐蝕電流產生，快速的、不均勻的）是最廣泛的腐蝕形式

按破壞形式分：點蝕、晶間腐蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕、腐蝕疲勞、絲狀腐蝕、磨損腐蝕等。

按腐蝕介質分：大氣腐蝕、土壤腐蝕、海水腐蝕、生物腐蝕、融鹽腐蝕等

二、電化學腐蝕原理

1.陰極，陽極、腐蝕介質（電解液）

構成原電池，陽極發生腐蝕溶解，產生腐蝕電流。銅鋅電池原理圖

2.金屬的標準電極電位

金屬活動性順序表（鉀鈣鈉鎂鋁鋅鐵錫鉛（氫）銅汞銀鉑金）活性越強，電位越負，自然界沒有金屬態存在（如鈉、鉀、鋁）；電位越正，自然界有金屬態存在（如銅、銀、金）。

穩態能級——原子序數小的堿金屬、堿土金屬很容易失去電子達到穩態能級，形成金屬離子。大原子序數金屬表面電子多，能級較高，較小的能量不容易引起電子躍遷，穩態發生變化，因此，性質很穩定。

3.電位差

兩種材料由于標準電極電位的不同，導致兩者之間形成電位差。如果有腐蝕介質存在，就會發生電化學腐蝕。如鋼材，是由鐵和碳組成，如果將鋼材直接暴露在潮濕的空氣中，鋼材就會很快的腐蝕生銹。電位差越大的合金材料，越容易腐蝕，如硬鋁12（鋁銅合金）和鋁鎂合金相比，鋁鎂合金耐蝕性明顯好于鋁銅合金。另如鋁壓鑄件、鋅鋁壓鑄件。

三、金屬的防護

1.電鍍/化學鍍

幾種保護方式①犧牲陽極——陽極性鍍層（鋼鐵表面各種鍍鋅、銅表面鍍鎳等）

            ②惰性隔離層——陰極性鍍層（鋁合金化學鍍鎳，銅合金鍍銀、金）鍍層必須致密無空隙，否則，腐蝕將會加劇。

            ③鍍層組合——銅+鎳（雙層或三層）+鉻，銅+鎳+金，利用層間電位差將縱向大電流腐蝕轉化為橫向小電流分散的均勻腐蝕，

2.轉化膜

鈍化層——表面形成一層致密的惰性膜層，阻止了底層的進一步腐蝕。鋼鐵的發藍，磷化、鋁的化學氧化和陽極氧化，不銹鋼的鈍化，銅的氧化

3.涂層

各種有機涂料——通過固化成膜，在金屬表面形成一層致密的有機保護膜。按成膜物質來分：酚醛樹脂涂料、醇酸涂料、丙烯酸涂料、聚酯涂料、環氧樹脂涂料、聚氨酯涂料等。按分散形式來分：有機溶劑涂料（單組分、雙組分）、水性涂料、無溶劑涂料（粉末涂料）。

4.表面改姓

化學熱處理（滲碳、滲氮、碳氮共滲），物理氣相沉積（真空蒸發鍍、真空濺射鍍、離子注入），激光改姓、電子束改性。

四、鍍覆層的設計選擇

1.環境條件分類

良好條件：不暴露在大氣中，相對濕度不大于70%，密封條件下，不受腐蝕介質作用。

一般條件：非露天，一般大氣條件，相對濕度不大于95%。