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金属的腐蚀原理【荣成华金属】
金属的腐蚀原理 腐蚀 是指材料与环境发生化学反应 或电化学反应所造成的破坏。这种破坏导致材料性能的损失与失效，造成资源浪费乃至引发设备事故。金属材料和非金属材料均可以和环境介质发生作用而腐蚀。
对金属材料而言，腐蚀是一种自发的过程。除了少数贵金属（金、铂等）外，各种金属都有转变成离子的趋势。这种向离子化或化合物状态变化的过程，伴随着自由能的降低。
从热力学来理解，物质总是从高能不稳定向低能稳定转变，所以，腐蚀虽然破坏了材料的性能，实际上却使金属处于更稳定的状态。
>>化学腐蚀
金属与周围介质直接的化学作用，不伴随电流发生的腐蚀叫化学腐蚀。
例如，化工厂里的氯气与钢铁表面反应生成氯化铁：3Cl2 + 2Fe=2FeCl 3，这个反应无电流的产生，属于化学腐蚀。
金属在干燥的气体介质中和不导电的液体介质（如酒精、石油）中发生的腐蚀，都属于化学腐蚀。
>>电化学腐蚀
金属的腐蚀原理 金属与周围导电介质发生电化学反应产生的腐蚀叫 电化学腐蚀。大气腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀等都属于电化学腐蚀。
电化腐蚀过程中有原电池形成并可分为 析氢腐蚀和 吸氧腐蚀 。
原电池形成条件：
①有两种活性不同的金属（或非金属）作电极；
②两电极同时插入电解质溶液中；
③构成闭合回路。
以钢铁生锈举例。钢铁暴露在空气中，表面吸附水汽形成一层薄薄的水膜，O2 、CO2 及SO2 等气体溶于其中，使之成为电解液。有了这层电解液，钢铁表面的铁和渗碳体由于电势的高低，形成两个电极，铁为阳极（负极），渗碳体为阴极（正极）。条件全部具备，无数个微小原电池形成。
当钢铁表面水溶液为酸性（PH＜5.6），铁和水发生 析氢反应，最终生成氢气及Fe2O3；当水溶液为中性或弱酸性 （PH≥5.6），铁和水及氧气发生吸氧反应，最终生成 Fe 2 O 3。共同的产物是 Fe 2 O 3 ，铁锈的主要成分。
表 电化学腐蚀化学反应式
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类型 |
析氢腐蚀 |
吸氧腐蚀 |
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负极 Fe |
Fe-2e=Fe2+ |
2Fe-4e=2Fe2+ |
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正极 C |
2H2O+2e=H2+2OH- |
O2+2H2O+4e=4OH- |
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总 反应 |
Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2 |
2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2 |
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4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3→Fe2O3·nH2O |
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由于O 2的氧化能力比较强，故在大气中金属的电化学腐蚀一般以吸氧腐蚀为主，甚至在酸性较强的溶液中，金属发生析氢腐蚀的同时，也有吸氧腐蚀的产生。