金屬的腐蝕性和保護措施
金屬腐蝕的分類:按照金屬的腐蝕機理可以將金屬腐蝕分為化學腐蝕與電化學腐蝕兩大類。不管是化學腐蝕還是電化學腐蝕,金屬腐蝕的實質都是金屬原子被氧化轉化成金屬陽離子的過程。
化學腐蝕
化學腐蝕是指金屬與非電解質直接發生化學作用而引起的破壞其腐蝕過程是壹種純氧化和還原的純化學反應,即腐蝕介質直接同金屬表面的原子相互作用而形成腐蝕產物。反應進行過程中沒有電流產生,其過程符合化學動力學規律。
電化學腐蝕
電化學腐蝕是金屬與電解質溶液發生化學作用而引起的破壞。反應過程同時有陽極失去電子,陰極獲得電子以及電子的流動,其歷程服從電化學的基本規律。
電化學腐蝕又根據其電解質溶液酸堿性的不同分為吸氫腐蝕和析氫腐蝕。
金屬材料的主要防腐措施
(1)改善金屬的本質
根據不同的用途選擇不同的材料組成耐蝕合金,或在金屬中添加合金元素,提高其耐蝕性,可以防止或減緩金屬的腐蝕。如,在鋼中加入鎳制成不銹鋼可以增強防腐蝕的能力。
(2)形成保護層在金屬表面覆蓋各種保護層,把被保護金屬氣腐蝕性質隔開,是防止金屬腐蝕的有效方法。工業窿輔使用的保護層有非金屬保護層和金屬保護層兩大類,通常采用以下方法形成保護層:
1)金屬的磷化處理:鋼鐵制品去油、除銹後,放入特定組成的磷酸鹽溶液中浸泡,即可在金屬表面形成壹層不溶於水的磷酸鹽薄膜,這種過程叫做磷化處理。磷化膜呈暗灰色至黑灰色,厚度壹般為5至20微米,在大氣中有較好的耐蝕性。膜是微孔結構,對油漆等的吸附能力強,如用作油漆底層,耐腐蝕性可進壹步提高。
2)金屬的氧化處理:將鋼鐵制品加到Na0H和NaN02,的混合溶液中,加熱處理,其表面即可形成壹層厚度約為0.51.5微米的藍色氧化膜(主要成分Fe3O4),以達到鋼鐵防腐蝕的目的,此過程稱為發藍處理,簡稱發藍。這種氧化膜具有較大的彈性和潤滑性,不影響零件的精度。故精密儀器和光學儀器的部件,彈簧鋼、薄鋼片、細鋼絲等常用發藍處理。
3)非金屬塗層:用塑料噴塗金屬表面,比噴漆效果更佳。塑料覆蓋層致密光潔。色澤艷麗,兼具防蝕與裝飾的雙重功能。搪瓷是含SiO2量較高的玻璃瓷釉,有極好的耐腐蝕性能,因此作為耐腐蝕非金屬塗層,廣泛用於石油化工、醫藥、儀器等工業部門和日常生活用品中。
4)金屬保護層:這是以壹種金屬鍍在被保護的另壹種金屬制品表面上所形成的保護鍍層,前壹種金屬稱為鍍層金屬。金屬鍍層的形成,除電鍍、化學鍍外,還有熱浸鍍、熱噴鍍、滲鍍、真空鍍等方法。
(3)電化學保護
電化學保護是金屬腐蝕防護的重要方法之壹,其原理是利用外部電流使被腐蝕金屬電位發生變化從而減緩或抑制金屬腐蝕。電化學保護可分為陽極保護和陰極保護兩種方法。
陽極保護
是向金屬表面通入足夠的陽極電流,使金屬發生陽極極化即電位變正並處於鈍化狀態,金屬
溶解大為減緩。
陰極保護是向腐蝕金屬表面通入足夠的陰極電流,使金屬發生陰極極化,即電位變負以阻止金屬溶解。
(4)緩蝕劑法
緩蝕劑法是壹種常用的防腐蝕措施,在腐蝕環境中加入少量緩蝕劑就能和金屬表面發生物理
化學作用,從而顯著降低金屬材料的腐蝕。由於緩蝕劑在使用過程中無須專門設備,無須改變金屬構件的性質,因而具有經濟、適應性強等優點,廣泛應用於酸洗冷卻水系統、油田註水等。