在自然界中,金属的腐蚀不仅会带来巨大的经济损失,同时也给人们的生活环境造成了很大的危害。本文以金属材料为对象,对其在不同的自然条件下的锈蚀情况进行分析,并对其锈蚀机制进行研究。
一、大气腐蚀定义:金属材料暴露在大气自然环境条件下,由于大气中水和氧等物质的化学和电化学作用而引起的腐蚀称为大气腐蚀。
二、影响大气腐蚀的因素:
1、大气环境质量:就金属材料在大气中的腐蚀而言,其周围存在的腐蚀性气体影响最大(特别是靠近工业区的污染环境)。工业区大气含有较多的工业粉尘及腐蚀性气体,如SOᵪ、H₂S、HCI、CI₂,、NO₂、CO₂等:海洋大气湿度较大、盐气较多,腐蚀性很大。
2、湿度:湿度又称湿含量、绝对湿度。湿度随地域、季节、时间等条件而变化湿度会影响金属表面水膜的厚度和离子的移动性能,因而对大气腐蚀的影响很大。
常根据大气的湿度将大气腐蚀分为三种:
干的大气腐蚀:金属表面基本没有水膜存在。在清洁、干燥的室温大气条件下,生成不可见的氧化膜,其厚度在1~4nm;而生成的硫化物膜厚度较大,可达几一nm,会使得Cu、Ag等金属表面失泽变暗。基本属于化学腐蚀,腐蚀性较差,一般只影响表面美观和表面导电性。
潮的大气腐蚀:金属表面存在肉眼看不见的水膜,大气相对湿度<100%。绝大多数情况即属此类。
湿的大气腐蚀:金属表面存在肉眼看得见的水膜。大气相对湿度在100%左右,接近饱和,会在金属表面发生凝聚。
3、温度:环境温度及温度的变化对金属腐蚀影响很大:在临界湿度以上,温度升高,腐蚀速度加快。如潮热季节金属受腐蚀;温度的剧烈变化也使金属腐蚀速度加快,如在昼夜温差较大的地区,水蒸气在金属表面产生凝露现象,加速金属的腐蚀。
三、大气腐蚀的电化学过程:
金属表面在大气中由于发生毛细凝聚、吸附凝聚、化学凝聚会在金属表面形成水膜,加之溶解了大气中的CO,、SO,、H,S等,加之附着的盐类,形成具有一定腐蚀性的电解质溶液:金属表面的电化学不均匀性等会形成无数微小的腐蚀原电池,导致电化学腐蚀。