化学腐蚀
chemical corrosion
定义:金属在非电化学作用下的腐蚀(氧化)过程。通常指在非电解质溶液及干燥气体中,纯化学作用引起的腐蚀。
学科:机械工程_机械表面与界面_腐蚀与防护
相关名词:气体腐蚀 海洋腐蚀 防蚀
图片来源:视觉中国
【延伸阅读】
从距今四千多年前的青铜器,到后来逐渐发展出的铁器,再到近代出现的铝、不锈钢等“年轻”的金属,人类社会的发展无时无刻不伴随着金属制品的演化。然而,常见的铝、镁等活泼金属放在空气中一段时间之后,便会出现一层不易察觉的“氧化膜”。这是因为金属被空气中的氧气氧化,而这就是化学腐蚀的本质。
化学腐蚀理论体系最早是由英国冶金科学家罗伯特·艾文斯提出,他于二十世纪初期建立了腐蚀极化图,提出了混合电位理论。之后,比利时科学家玛索·泡佩克斯创立了以电势E为纵坐标pH值为横坐标,描绘元素-水系中各种反应的平衡条件图,从而可以清晰了解各类金属在不同环境体系中的腐蚀过程。到二十世纪中叶,美国科学家赫伯特·尤利格编著了腐蚀科学手册,其收录了各种金属的腐蚀特性,为化学腐蚀的深入研究提供了参考依据。
金属在气体环境或海洋环境中,会自发产生化学反应,造成金属发生气体腐蚀或海洋腐蚀,形成一层极薄的氧化膜。随着金属继续与外部介质发生反应,金属氧化膜的厚度不断增加。因为有氧化膜的存在,金属被外部氧化膜保护,减慢了内部金属的腐蚀速度。然而氧化膜的存在并非对所有金属都起到积极的保护作用,若氧化物结构疏松,反应介质会加速进入金属内部,因此对金属本体产生负面影响。
金属发生化学腐蚀是一个自发进行的冶金的逆过程,在腐蚀环境中,金属有着向更低能量稳定状态转化的趋势。因此,选择合适的方法对金属进行防蚀保护具有重要的意义。
目前,我国金属防腐蚀产业综合实力不断增强,2019年,我国防腐蚀工程产值规模332.5亿元,同比增长19.2%;2020年,我国防腐蚀工程产值规模355.1亿元,同比增长6.8%;2021年上半年,我国防腐蚀工程产值规模219.6亿元,同比增长23.7%。相信在未来,我国金属防腐蚀产业将会以更快的速度蓬勃发展,为解决金属化学腐蚀问题提供更好的思路。
(延伸阅读作者:大连理工大学机械工程学院教授 刘新)
责任编辑:张鹏辉