腐蚀的分类在线视频

自从人们使用材料以来

就开始注意到材料的腐蚀

早在公元前五千年

安纳托利亚人在提炼并使用铜时

就认识到铜在空气中会腐蚀变色

公元前3500年

埃及人在用铁作为首饰或礼仪时

就开始了铁腐蚀现象的研究

公元前2200年

埃及北部人发明了玻璃

使之成为继陶瓷之后

第二种重要的非金属工程材料

不久也发现了玻璃腐蚀的现象

在我国

也早就发现了

铜中添加锡能改善耐蚀性

出土的司母戊鼎重达875千克

越王勾践剑通长55.7cm

深埋地下2600多年后

剑依然寒光四射

剑身隐隐泛着蓝色光泽

剑刃锋利无比

1994年

我国在秦始皇兵马俑二号俑坑内

发现了一批青铜剑

长度为86厘米

剑身上共有八个棱面

这批青铜剑内部组织致密

剑身光亮平滑

刃部磨纹细腻

它们在黄土下沉睡了2000多年

出土时然光亮如新 锋利无比

科研人员测试后发现

剑的表面有一层10微米厚的铬盐化合物

这一发现立刻轰动了世界

因为这种铬盐氧化处理方法

只是近代才出现的先进工艺

德国在1937年

美国在1950年先后发明并申请了专利

金属腐蚀与防护的历史虽然悠久

但都属于经验性的

18世纪中叶开始

陆续对腐蚀现象和防护技术的研究及论述

其中1748年

俄罗斯科学家解释了金属氧化现象

1763年

在英国皇家AlARM号军舰上

发现了双金属接触腐蚀现象

1790年发现铁在硝酸中钝化的现象

1800年伏特发现原电池

1801年

英国电化学家提出电化学腐蚀理论

1824年英国海军铜船底实现了

铁作为牺牲阳极保护

1833年法拉第提出了电解定律

之后人们有陆续发现了

氧浓差电池腐蚀现象

氢脆和应力腐蚀开裂现象

1890年爱迪生研究了

外加电流对船只阴极保护的可行性

这些先驱工作

为腐蚀学科的发展奠定了基础

20世纪初期以后

是腐蚀学科体系建立

和理论研究迅速发展

防护工程技术应用全面发展的时期

最有代表性的理论研究工作

为1900年开始的50年内

不锈钢和各种耐蚀合金得到迅速发展

至20世纪30年代

美国建立并开展了

材料大气腐蚀试验和土壤腐蚀试验网

与数据积累工作

发现了土壤腐蚀中细菌的作用

黄铜的氨脆

建立Evans极化图

电化学腐蚀的混合电位理论和E-pH图

由此奠定了近代

腐蚀科学的动力学和热力学基础

此后的四五十年

发展了化学镀镍技术

点蚀自催化模型

腐蚀普查和经济估计方法

线性极化技术

六十年代以后

通过腐蚀电化学噪声信号图像

电化学阻抗谱

开尔文探针等技术引入腐蚀科学

同时断裂力学理论引入腐蚀学科

这些工作均加深了

对材料腐蚀机理和本质的认识

为了便于系统了解腐蚀现象及内在规律

需要对腐蚀进行分类

常用的分类方法是按照腐蚀机理

腐蚀形态以及腐蚀环境分类

按照腐蚀机理可分为化学腐蚀

电化学腐蚀和物理腐蚀

化学腐蚀是材料表面与非电解质

直接发生化学反应而引起的破坏

反应过程没有电流产生

如镁 钛在纯的甲醇中的腐蚀

铝在四氯化碳或乙醇中的腐蚀

大多数的高温氧化等均属于化学腐蚀

化学腐蚀的特点是

材料表面的原子与介质氧化剂

直接发生氧化还原反应

腐蚀产物生成于发生腐蚀反应的表面

当它较牢固地覆盖在材料表面时

会减缓进一步的腐蚀

腐蚀反应过程中不伴随电流产生

电化学腐蚀是指金属和电解质接触时

由于腐蚀电池作用而引起的腐蚀现象

我们常见的钢铁在水中的生锈

铜合金表面的铜绿等

均是发生的电化学腐蚀

此外

电化学作用与应力协同

可形成应力腐蚀开裂

电化学与微生物发生协同作用

促进金属腐蚀

电化学腐蚀的特点是

其历程可分为相对独立的

并同时进行的阳极反应和阴极反应过程

与化学腐蚀的的显著区别是

电化学腐蚀过程由电流产生

最后是金属的物理腐蚀

它是金属和周围介质发生单纯的

物理溶解而产生的破坏

如金属在液态金属高温熔盐中

发生物理溶解

该过程没有化学反应

没有电流产生

按照腐蚀形貌分类

可分为均匀腐蚀

局部腐蚀

如图所示某钢的腐蚀形貌

表面红褐色区域为均匀腐蚀

黑褐色为发生局部腐蚀

即点蚀

右下角为未受影响的区域

均匀腐蚀

也叫全面腐蚀

是指发生在金属表面的全部或大部损坏

腐蚀结果是材料的质量减少

厚度变薄

钢铁的生锈 管道的腐蚀

我们高中接触的铁

在盐酸溶液中的迅速溶解等

均属于全面腐蚀

均匀腐蚀危害性小

只要知道材料的腐蚀速率

就可计算出材料的使用寿命

局部腐蚀

只发生在金属表面的局部区域或微区

一般包括点蚀 缝隙腐蚀 电偶腐蚀

晶间腐蚀 选择性腐蚀 应力腐蚀

电偶腐蚀是指

两个电位相差较大的金属

接触所构成的

电位较负的金属发生加速腐蚀的现象

缝隙腐蚀是指

在电解液中金属与金属

或金属与非金属之间构成狭缝

缝隙中离子移动受阻

形成浓差电池

从而破坏金属

晶间腐蚀是金属在特定的腐蚀介质中

沿着材料的晶界中出现的腐蚀

是晶粒之间丧失结合力的

一种局部破坏作用

选择性腐蚀是多元合金在腐蚀介质中

较活泼的组分优先溶解

造成材料强度大大下降的现象

除此之外

当金属在腐蚀性介质中

还存在应力的综合作用时

还会发生应力腐蚀开裂

氢脆 腐蚀疲劳 磨损腐蚀等

如图所示

为某领域不同局部腐蚀

和全面腐蚀在失效事故中的比例

可见全面腐蚀的比例较低

而局部腐蚀的比例较大

特别是腐蚀疲劳 应力腐蚀开裂

点蚀和晶间腐蚀等占了较大比例

因为这些局部腐蚀在复杂的工程部件中

难以直接检测评估

往往是在失效事件发生后才能发现

因此

学习认识这些局部腐蚀的形成机理和特征

对防护技术的理解

和相关技术研发具有重要的参考作用

除了腐蚀形态之外

按照腐蚀环境

还可分为大气腐蚀 土壤腐蚀 水环境腐蚀

生物腐蚀 高温气体中的腐蚀 辐照腐蚀

酸碱盐腐蚀 熔融盐腐蚀

非水溶液中的腐蚀等等