 |
Електрохімічна корозія
|
|
|
|
Електрохімічною корозією називають таку корозію, яка супроводжується появою електричного струму. Найчастіше за все електрохімічна корозія металів протікає в рідинах – електроліті. Електролітами можуть бути кислоти, луги, їх розчини, розчини солей у воді, вода, яка містить розчинене повітря.
Атоми металів складаються з позитивно заряджених іонів, які коливаються біля свого середнього положення в кристалічній решіттці, і хаотично рухаються всередині просторової гратки негативно заряджених електронів.
Таблиця 2.1. Потенціал різних металів по відношенню до водню
| Елемент | Номінальний потенціал по відношенню до водню | Елемент | Номінальний потенціал по відношенню до водню |
| Золото Ртуть Срібло Мідь Вісмут Сурма Водень Свинець Олово | + 1,5 +0,86 +0,8 +0,344 +0,226 +0,2 0,000 -0,127 -0,136 | Нікель Кобальт Залізо Хром Цинк Марганець Алюміній Магній Натрій | -0,23 -0,27 -0,439 -0,51 -0,762 -1,1 -1,3 -1,55 -2,71 |
При занурюванні металу в електроліт іони, які знаходяться на поверхні, переходять в розчин в кількості, яка залежить від природи металу і електроліту. Цей процес розчину металів в електроліті подібний звичайному розчиненню, наприклад, солі у воді, який припиняється тоді, коли розчин стане насиченим. Однак при розчиненні металу в електроліт переходять лише позитивно заряджені іони, внаслідок чого електроліт, що прилягає до металевої пластини, заряджається позитивно, а сама пластинка – негативно, за рахунок електронів, що залишилися. Всі метали володіють різною здатністю переходити в розчин, тобто різним ступенем розчинення, тому якщо пластинки різних металів опустити в один електроліт, то вони будуть мати різні потенціали, причому чим більше іонів металу перейде в розчин, тим більшим буде від’ємний потенціал цього металу. В таблиці 2.1 приведено значення потенціалів деяких елементів, виміряних по водневому електроду, потенціал якого прийнято рівним нулю.
|
|
|
При з’єднанні різних металічних пластинок, що знаходяться в електроліті, утворюються гальванічні пари, де анодом буде метал з більш низьким потенціалом, а катодом – метал з більш високим потенціалом. В гальванічній парі перехід іонів аноду в розчин буде тривати до повного розчинення пластинки аноду. Так, якщо пластинку цинку і пластинку заліза опустити в електроліт і з’єднати їх електрично, то цинк буде розчинятися до повної руйнації пластинки.
Структура технічних металів і сплавів в більшості випадків неоднорідна і складається з двох фаз (наприклад, фериту і цементиту). При занурюванні такого сплаву в електроліт окремі неоднорідні кристали його будуть мати різні потенціали, а через те, що ці кристали електрично замкнені один на одного через масу метал, то сплав буде представляти собою велику кількість окремих гальванічних мікропар. З цього видно, що чисті метали і однофазні сплави повинні мати більшу корозійну стійкість, ніж сплави, які складаються з суміші фаз. Досліди показали, що сталь, загартована на мартенсит, ржавіє значно менше, ніж та ж сама сталь після відпалу або високого відпуску (стан перліту, сорбіту або трооститу).
Шар електроліту при корозії може бути досить незначним: достатньо невеликої конденсації вологи з повітря на поверхні металу, як починається процес його ржавіння, тому електрохімічна корозія спостерігається і в закритих приміщеннях.
Хімічна корозія
Хімічною корозією називають корозію, яка не супроводжується появою електричного струму. Зазвичай в цьому випадку на метал діє сухий газ або рідина – неелектроліт (бензин, масло, смола тощо). При цьому на поверхні металу утворюються хімічні з’єднання, найчастіше за все – плівки окислів. Міцність плівок окислів різних металів різна. Наприклад, плівки окислів заліза є неміцними, а алюмінієва плівка досить міцна, щільно прилягає до поверхні металу і тим самим захищає його від подальшого руйнування.
|
|
|
Наявність міцної окисної плівки захищає метал і від електрохімічної корозії, тому що працює як ізолятор. Цим пояснюється той факт, що деякі метали (наприклад, алюміній, хром), що мають досить низькі потенціали, володіють високою корозійною стійкістю.
Хімічна корозія в чистому вигляді спостерігається досить рідко. Прикладом її може слугувати поява окалини при гарячій обробці металів.
Атмосферна корозія (корозія на відкритому повітрі) представляє собою комбіновану хімічну і електрохімічну корозію.
|
|
|
