腐蚀原理

• • 腐蚀的形态可分为在常温下与水分和氧发生反应的湿蚀，以及在提炼或热轧加热过程中与氧反应的干蚀两种，平时较为常见的腐蚀现象为湿蚀作用下产生的腐蚀。

    腐蚀原理

    1. 湿蚀

    湿蚀通过电化学反应进行，在水分和氧气存在的条件下，形成Anode（阳极,低电压部）和Cathod（阴极，高电压部），在两电极之间形成局部电池，加速金属的溶解氧化。通常不被氧化的金属结构组织较为均匀，但在加热，机械加工和各种附加因素作用下，结构会变得非常不均匀。这种不均匀的表面在存在水分和氧的条件下会在Anode（阳极，低电压部）和Cathod（阴极，高电压部）间形成腐蚀电流，造成腐蚀现象。
    Anode : Fe → Fe2++2e-
    铁原子被电力溶解，释放电子
    Cathod : O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-
    在水分和氧作用下吸收电子形成离子
    Anode生成物Fe2+与Cathod生成物OH-反应，或与水发生反应生锈。
    Fe2++ 2OH- → Fe（OH）2
    Fe2++ 2H2O → Fe（OH）2 +2H+
    2Fe（OH）2 +¹₂O2 + H2O → 2Fe（OH）3
    2Fe（OH）3 → Fe2 O3 + 3H2O
    这里生成的Fe（OH）2, Fe（OH）3, Fe2O3是红锈的主要成分。
    上述湿蚀在Anode（阳极, 低电压部）和Cathod（阴极,高电压部）形成局部电池，在氧气和水分存在的条件下产生腐蚀电流，这种局部电池的产生主要由不同金属的接触，氧气浓度的差异，液体温度的差异等导致。
    
    ① 不同金属的接触
    即使是相同金属由于组织结构不均匀也会产生电位差形成局部电池。与钢材接触的金属比钢材电位高时（接触金属的离子化倾向较低时），钢材作为阳极被离子化溶解释放电子。
    与钢材接触的金属比钢材电位低时（接触金属的离子化倾向较高时），钢材作为阳极被离子化溶解释放电子。举例来说，钢材与锌接触时，锌成为阳极被离子化，首先腐蚀。
    (无机富锌底漆的作用原理) ② 氧的浓度差
    在钢材表面氧浓度差作用下会形成局部电池。氧浓度较低的部位将成为阳极，氧浓度较高的部位将成为阴极，氧浓度较低的部位将被离子化释放电子。 ③ 液温的差异
    接触钢材表面的溶液产生温度差会形成局部电池。 接触高温溶液的部位将成为阳极，接触低温溶液的部位将成为阴极，接触高温溶液的部位将被离子化释放电子。
    综上所示，腐蚀是在水分和氧存在的条件下形成腐蚀电流，此时加速上述流程的因素还包括盐分（海盐）、硫化物、含氮化合物等。 因此金属腐蚀速度根据所处环境存在较大差异，通常环境条件下钢材的腐蚀速度如下所示。
    
    受大气污染影响城市环境的腐蚀速度日益加剧，究其主要原因是废气中的主要成分NOx、SOx所致。NOx、SOx与大气中的水分相结合，生成弱酸性硫酸和硝酸，这是形成酸雨的主要原因，伴随大气污染的程度腐蚀速度将会加剧。 在工业区更是如此。

    

    2. 干蚀

    铸造钢材时，在热轧过程中，通过高温加热，钢材与氧发生反应被腐蚀的过程称为干蚀。 此时生成的铁锈较厚的黑皮氧化铁膜。
    黑皮大多本身致密，结构组织稳定，成型时的冲击和长时间的反复冷热温差淬炼，极易导致龟裂和脱落。 出现龟裂和脱落后，钢材表面裸露，黑皮成为Cathod（阴极，高电位部），钢材成为Anode（阳极,低电位部），极易形成局部电池，腐蚀电流会加速钢材的腐蚀。 因此即使是结构稳定的黑皮也容易脱落，迅速生锈，请务必通过适当的表面处理清除后再涂抹防錆涂料。
    特别是如果未事先充分清除黑皮就使用富锌底漆时，由于涂层不能与钢材表面直接接触，很难起到防腐蚀效果。