金屬的化學腐蝕反應可分為兩個步驟。第一步是氧化步驟,第二步是脫電子步驟。氧化過程釋放自由電子,而脫電子過程是除去自由電子的過程。
陽離子可以進入溶液或與其他陰離子結合形成化合物。氧化過程必須與脫電子過程同時配合才能完成整個反應。
因此,只有通過電子去除步驟去除氧化步驟產生的自由電子,金屬原子才能不斷被腐蝕。實際的腐蝕過程是一個非常緩慢而相對均勻地在表面上失去金屬原子的過程。在某些條件下,如果在一個區域形成陽極或陰極區域,可能會出現局部腐蝕不均勻,并形成可見的腐蝕坑。
鋼鐵不會很快被腐蝕,因為它的表面在水中會形成一層氧化保護層。由于鐵容易被氧化形成氧化鐵,所以不溶于水,容易沉積在金屬表面,從而阻礙了進一步的腐蝕。這種現象稱為腐蝕鈍化。鋯、鉻、鋁、不銹鋼等金屬在常溫的水或空氣中會形成很薄的保護層,有時甚至薄得肉眼無法分辨。由于這種薄保護層,這些金屬在水或空氣中具有良好的耐腐蝕性。
金屬對人類的重要性是眾所周知的。可以說,沒有金屬,就沒有現代人類文明。金屬與其周圍介質發生化學反應或電化學反應后,會形成金屬化合物,使金屬失去原有的光澤、強度和韌性,金屬會受到損傷,這就是金屬腐蝕。
金屬腐蝕問題在國民經濟和國防建設各部門普遍存在。在大多數情況下,腐蝕是破壞性的,其造成的損失是非常嚴重的。據國外統計,每年有超過100噸的金屬設備和材料因腐蝕而報廢。在許多國家對國內腐蝕的調查中,發現腐敗造成的經濟損失高達國民經濟總產值的3% ~ 4%,這是非常驚人的。因此,各國腐蝕工作者十分重視對腐蝕的研究,積極采取各種防護措施,盡量減少腐蝕造成的損失。
通過分析材料腐蝕的基本原因,可將其分為化學腐蝕和電化學腐蝕。化學腐蝕,又稱直接溶解,通常是指將材料置于可溶性溶液環境中,直至材料耗盡(腐蝕)或溶液達到飽和點。其他條件,如高溫和濕度,導致加速氧化材料,然后腐蝕。電化學腐蝕通常是指兩種非均相金屬或足以形成電位差的金屬的兩極形成陽極金屬,在電解液連接的環境中由于金屬離子的持續損失而被腐蝕的現象。在這兩種類型的腐蝕中,電化學腐蝕更為重要且容易被忽視。
,&,由金屬材料和結構組成的金屬材料和結構在自然環境中或在工作條件下與其環境介質發生化學或電化學作用而發生劣化和破壞,稱為腐蝕。還包括上述因素與機械因素或生物因素的聯合作用。一些物理效應,如金屬材料在某些液態金屬中的物理溶解,也可以歸類為金屬腐蝕。一般來說,銹是特指鋼和鐵基合金。在氧和水的作用下,形成銹,這是一種主要由水氧化鐵組成的腐蝕產物。有色金屬及其合金會腐蝕但不會生銹,但會形成類似于銹蝕的腐蝕產物。例如,銅和銅合金表面的銅綠有時被稱為銅銹。
,&,&,腐蝕損傷有多種形式。不同環境條件下金屬腐蝕的原因不同,影響因素也很復雜。通過改變一些作用條件和影響因素,阻斷和控制腐蝕過程,以防止和減緩腐蝕損害及其損害。所發展的方法、技術和相應的工程措施已成為防腐工程技術。