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金屬腐蝕的種類和防腐方法

來(lái)源：珠海歐伯特測(cè)控技術(shù)有限公司 2024年04月22日 09:40

據(jù)報(bào)道，每年約有年產(chǎn)量30%的鋼鐵遭腐蝕（主要是電化學(xué)腐蝕），我國(guó)每年因材料腐蝕破壞造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)數(shù)千億元。

金屬腐蝕是金屬材料因環(huán)境因素（例如水分、氧氣、化學(xué)物質(zhì)等）作用而逐漸破壞和損耗的過(guò)程。

金屬腐蝕的種類

按照金屬腐蝕的方式，可以分為以下幾種類型：

均勻腐蝕：金屬表面均勻受損，腐蝕程度在整個(gè)表面上較為一致。

點(diǎn)蝕：在金屬表面形成局部的小洞，常在不銹鋼等合金材料中見。

縫隙腐蝕：在金屬與金屬或與非金屬的接觸界面形成的狹窄縫隙中發(fā)生的局部腐蝕。

應(yīng)力腐蝕開裂：金屬在受到拉伸應(yīng)力和特定腐蝕介質(zhì)的雙重作用下發(fā)生的裂紋，進(jìn)一步導(dǎo)致破壞。

晶間腐蝕：集中在晶界區(qū)域的腐蝕，容易導(dǎo)致材料斷裂。

選擇性腐蝕：合金中的某種元素比其他元素更容易腐蝕，導(dǎo)致組成發(fā)生變化。

氧化腐蝕：金屬表面與氧發(fā)生反應(yīng)，形成氧化膜。

按照發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的類型，可以分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。

化學(xué)腐蝕

金屬表面與介質(zhì)(如氣體或非電解質(zhì)液體等)因發(fā)生化學(xué)作用而引起的腐蝕，稱為化學(xué)腐蝕。化學(xué)腐蝕作用進(jìn)行時(shí)無(wú)電流產(chǎn)生。

電化學(xué)腐蝕

金屬表面與介質(zhì)(如潮濕空氣或電解質(zhì)溶液等)因形成微電池，金屬作為陽(yáng)極發(fā)生氧化而使金屬發(fā)生腐蝕，這種由于電化學(xué)作用引起的腐蝕稱為電化學(xué)腐蝕。當(dāng)兩種金屬或者不同的金屬制成的物體相接觸時(shí)，同時(shí)又與其它介質(zhì)相接觸時(shí)，就形成了一個(gè)原電池，并進(jìn)行原電池的電化學(xué)作用。

例如：銅板上的鉚釘為什么特別容易生銹。

帶有鐵鉚釘?shù)你~板若暴露在空氣中，表面被潮濕空氣或雨水浸潤(rùn)，空氣中的CO2、SO2和海邊空氣中的NaCl溶解其中，形成電解質(zhì)溶液，銅作陰極，鐵作陽(yáng)極，這樣組成了原電池。

鐵在酸性介質(zhì)中只能氧化成二價(jià)鐵：

二價(jià)鐵被空氣中的氧氣氧化成三價(jià)鐵，三價(jià)鐵在水溶液中生成氫氧化鐵沉淀，氫氧化鐵又可能部分失水生成三氧化二鐵。

所以鐵銹是一個(gè)由二價(jià)鐵、三價(jià)鐵、氫氧化鐵、三氧化二鐵等化合物組成的疏松的混雜物質(zhì)。

在陰極上，由于條件不同可能發(fā)生不同的反應(yīng)。

氫離子還原成H2(g)析出(亦稱為析氫腐蝕)

在酸性氣氛中，大氣中的氧氣在陰極上獲得電子，發(fā)生還原反應(yīng)(亦稱為吸氧腐蝕)

含有雜質(zhì)的金屬表面，由于金屬和雜質(zhì)的電勢(shì)的差異，容易構(gòu)成以金屬和雜質(zhì)為電極的許多微電池(或局部電池)。

氫離子在鐵陰極上放電，鋅作為陽(yáng)極不斷溶解而受到腐蝕。

所以，含有鐵雜質(zhì)的粗鋅在酸性溶液中，既有化學(xué)腐蝕，又有電化學(xué)腐蝕，要比純鋅腐蝕得更快。

金屬防腐的方法：

涂層保護(hù)：涂上絕緣的油漆或塑料等非金屬層，隔絕金屬與腐蝕介質(zhì)的接觸。

電鍍：在金屬表面鍍上一層不易腐蝕的金屬，如鍍鋅、鍍鉻等。

熱噴涂：將金屬或非金屬材料以高溫形式噴涂到金屬表面形成保護(hù)層。

陰極保護(hù)：通過(guò)外加直流電源，使受保護(hù)金屬作為陰極，并犧牲另一易腐蝕的金屬作為陽(yáng)極。

制成耐蝕合金

在煉制金屬時(shí)加入其他組分，提高耐蝕能力。

如在煉鋼時(shí)加入Mn，Cr等元素制成不銹鋼。

陽(yáng)極保護(hù)：將金屬表面氧化，形成密封的氧化膜，阻止進(jìn)一步腐蝕。

化學(xué)抑制劑：添加到環(huán)境中的化學(xué)物質(zhì)，減緩腐蝕速度或阻止特定腐蝕反應(yīng)。

設(shè)計(jì)控制：改善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，避免產(chǎn)生容易腐蝕的死角，縫隙和接觸腐蝕敏感區(qū)。

環(huán)境控制：控制或改善金屬周圍的環(huán)境，如調(diào)節(jié)濕度，溫度，避免有害化學(xué)物質(zhì)的接觸。

為了保護(hù)金屬材料，通常會(huì)結(jié)合多種防腐方法來(lái)提高防護(hù)效果。金屬防腐蝕技術(shù)在船舶、管道、建筑、汽車制造以及石油化工等諸多領(lǐng)域皆有重要應(yīng)用。

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