Коррозия – процесс самопроизвольного разрушения материалов в результате взаимодействия с окружающей средой
Коррозия металлов подразделяется на химическую и электрохимическую. Химическая коррозия имеет место в средах, не проводящих электрический ток, и состоит в прямом химическом взаимодействии металла с реагентами окружающей среды. Электрохимическая коррозия протекает в проводящих средах и включает в себя анодные и катодные процессы. Электрохимическая коррозия может протекать не только в среде растворов электролитов, но в среде влажного воздуха. Механизм: Поверхность металла, находящегося во влажном воздухе, адсорбирует влагу из атмосферы и покрывается тонкой пленкой воды, содержащей атмосферные газы (О2, СО2, SO2 и др.) и, следовательно, обладающей заметной ионной проводимостью. Ионы металла переходят в раствор, образуется двойной электрический слой, и разность потенциалов. Если в контакте находятся два различных металла, то возникает гальванический элемент, работа которого проводит к разрушению материала анода. Роль второго металла могут выполнять микрокристаллы примесей, содержащихся в основном металле. Так, железо и его сплавы практически всегда содержат различные соединения железа с углеродом (например, Fe3C – цементит). Кристаллы железа исполняют роль анода, на котором протекает реакция: Fe – 2e- → Fe2+,
а кристаллы цементита – роль катода, на котором идет процесс восстановления растворенного кислорода воздуха: О2 + Н2О + 4е- → 4ОН- Далее возможно протекание побочных процессов: Fe2+ +2OH- → Fe(OH)2 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 Микроскопические кристаллы железа и примесей образуют огромное количество гальванических элементов, работа которых будет сопровождаться разрушением металла и образованием ржавчины xFeO.yFe2O3.zH2O. Рыхлый слой ржавчины не предохраняет металл от дальнейшей коррозии, и процесс идет до полного разрушения материала.
Реакция восстановления кислорода протекает по приведенной выше схеме в щелочной или нейтральной среде. В кислой среде: О2 + 4Н+ + 4е-→ 2Н2О и выделение водорода 2Н+ + 2е- → Н2 Коррозия с участием кислорода называется коррозией с поглощением кислорода или коррозией с кислородной деполяризацией. Коррозия с участием ионов водорода называется коррозий с выделением водорода или коррозией с водородной деполяризацией.
Условия, способствующие электрохимической коррозии. 1. Положение металла в ряду активности металлов: чем они дальше расположены друг от друга, тем быстрее происходит коррозия. 2. Чистота металла: примеси ускоряют коррозию. 3.Неровности поверхности металла, трещины. 4.Грунтовые воды, морская вода, среда электролита. 5.Повышение температуры. 6.Действие микроорганизмов (грибы, бактерии и лишайники воздействуют на металл с высокой коррозионной стойкостью). Коррозия металлов иногда сопровождается образованием тонкой и плотной пленки соединений, защищающей его от дальнейшего разрушения. Это явление носит название пассивации и характерно для алюминия, хрома, кадмия, титана и др. Вещества, благоприятствующие образованию защитной пленки, носят название пассиваторов. Например, фосфорная кислота, гидрофосфаты, серная кислота с концентрацией выше 93% являются пассиваторами железа. Напротив, вещества, ускоряющие коррозию, называются активаторами коррозии, например хлорид-ионы являются активаторами коррозии железа. 42) 42
|
