专题 | 电化学腐蚀与化学腐蚀的比较
2019-12-30 15:39:02 作者: 本网发布 来源:《腐蚀与防护之友》 分享至:

腐蚀的分类方法有很多,按材料腐蚀原理的不同,可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。名称上虽然只有一字之差,但两者有着本质的区别,下面就让我们一起来认识一下化学腐蚀和电化学腐蚀吧!


化学腐蚀是金属在干燥的气体介质中或在不导电的液体介质中(如酒精、石油等〉发生的腐蚀,腐蚀过程中无电流产生。


电化学腐蚀是指金属在导电的液态介质中因电化学作用导致的腐蚀,在腐蚀过程中有电流产生。大气腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀等都属于电化学腐蚀。


金属化学腐蚀的基本原理:当裸金属表面与干燥的空气或氧气接触时,首先将在表面形成氧分子的物理吸附层,并迅速转化为一层较为稳定的化学吸附膜。随着氧化过程的继续进行,反应物质必须先通过膜层然后再与基体起反应,氧化速度往往由传质过程所控制。在低温和常温时热扩散不能发生,只可能发生离子电迁移,此时膜的生长速率较慢。在较高温度时膜的增长主要依靠热扩散。


金属电化学腐蚀原理:金属材料与电解质接触,将发生电化学反应,在界面处形成双电层并建立相应的电位。这种金属电极与溶液界面之间存在的电位差就称为金属的电极电位。


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然而,通常所说的电极电位是指以该电极为阳极,以标准氢电极为阴极构成原电池,所测得原电池的电动势(即原电池开路时两个电极之间的电位差〉,因此又称为标准电极电位。


当电极上氧化还原反应为可逆反应时的电极称为可逆电极,在没有电流通过时,可逆电极所具有的电位称为平衡电位。


平衡电位除了与该电极的标准电极电位大小有关外,还与电解质的温度、有效浓度(即活度)等因素有关。


化学腐蚀在生产和生活中并不普遍、只有在特殊条件下发生,例如,化工厂里的氯气与铁反应生成氯化亚铁。防止化学腐蚀的方法有以下几种:1. 钝化,例如用铝罐运输冷浓硝酸;2. 电镀 , 例如镀锌;3. 刷隔离层,例如铁上刷油漆。


钢铁生锈是最为常见的电化学腐蚀现象,在生产生活人们会根据电化学腐蚀原理,依靠外部电流的流入改变金属的电位,从而降低金属腐蚀速度,这种材料保护技术叫做电化学保护。按照金属电位变动的趋向,电化学保护分为阴极保护和阳极保护两类。①阴极保护。通过降低金属电位而达到保护目的的,称为阴极保护。根据保护电流的来源,阴极保护有外加电流法和牺牲阳极法。外加电流法是由外部直流电源提供保护电流,电源的负极连接保护对象,正极连接辅助阳极,通过电解质环境构成电流回路。牺牲阳极法是依靠电位负于保护对象的金属(牺牲阳极)自身消耗来提供保护电流,保护对象直接与牺牲阳极连接,在电解质环境中构成保护电流回路。阴极保护主要用于防止土壤、海水等中性介质中的金属腐蚀。②阳极保护。通过提高可钝化金属的电位使其进入钝态而达到保护目的的,称为阳极保护。阳极保护是利用阳极极化电流使金属处于稳定的钝态,其保护系统类似于外加电流阴极保护系统,只是极化电流的方向相反。只有具有活化 - 钝化转变的腐蚀体系才能采用阳极保护技术,例如浓硫酸贮罐、氨水贮槽等。

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