腐蝕機理

?

◆ 大氣腐蝕的特點

大氣腐蝕的特點是金屬表面處于薄層電解液下的腐蝕過程，其腐蝕機理符合電化學(xué)腐蝕規(guī)律：

當(dāng)金屬表面形成連續(xù)的電解液薄層時，大氣腐蝕的陰極過程為 O2+2H2O+4e→4OH-，陽極過程為 Me- ne→Men+ ；當(dāng)Fe、Zn全部浸入還原性酸液：陰極為氫去極化；在城市污染大氣形成的酸性水膜下：陰極為氧去極化腐蝕.

在薄層液膜下：氧易達(dá)到金屬表面生成氧化膜，陽極鈍態(tài)，陽極極化；液膜增厚(濕大氣)氧達(dá)到金屬表面要有個擴散過程，因此腐蝕受控減緩。

銹蝕機理

     大氣腐蝕之銹層處于潮濕條件下，銹層起強氧化劑作用，銹層內(nèi)陽極發(fā)生在金屬的Fe3O4界面上為 Fe-2e→ Fe2+；陰極發(fā)生在Fe3O4和FeOOH界面上為 6FeOOH+2e→ 2Fe3O4+2H2O+2OH-，銹層參與了陰極過程。

     在工業(yè)大氣下，SO2、NO2、H2S和NH3等都增加大氣腐蝕作用。當(dāng)濕度大于70%時，水膜形成，發(fā)生電化學(xué)腐蝕，腐蝕速度急劇增加；當(dāng)濕度過小于70%濕度時，二氧化硫的電化學(xué)腐蝕速度很小。尤其是鐵、鋅、鎘、鎳不耐硫酸的金屬，在大氣中極容易腐蝕。一般認(rèn)為SO2的腐蝕機理是硫酸鹽自催化過程。一旦銹層生成硫酸鹽，銹層便無保護能力。所以碳鋼在室外大氣條件下必須進(jìn)行保護，方法有防銹漆、鍍Zn、AI等或加入耐大氣腐蝕之合金元素，如Cu、P等使銹層具有很好的保護作用。

◆ 海水腐蝕特點

     海水大約3.5%NaCl溶液，(NaCl,MgCI2,CaSO4,K2SO4,CaCO3,MgBr2)平均電導(dǎo)率為4×10-2S.CM-1，遠(yuǎn)大于河水和雨水。鹽濃度和溫度提高時，氧在海水中的溶解度下降，海水是典型的電解質(zhì)溶液，即電化學(xué)腐蝕特征，除了活潑的Mg及其合金外海水腐蝕過程都是氧去極化過程，腐蝕速度由氧擴散過程控制。多數(shù)金屬鐵、鋼、鋅等，由于Cl-濃度高，陽極過程的阻滯作用很小，不易再減小，只有通過增加合金元素鉬來抑制Cl-對鈍化膜之破壞作用，來提高其抗腐蝕性。

     由于海水電導(dǎo)率大，電阻性阻滯很小，海水腐蝕的宏觀和微觀電池活性都較大，因此海水中異種金屬接觸引起的電偶腐蝕有相當(dāng)大的破壞作用。如艦船和青銅螺旋槳可引起數(shù)十米遠(yuǎn)處鋼船殼體的腐蝕。

大多數(shù)的腐蝕發(fā)生在大氣環(huán)境中，大氣中含有氧氣、濕度、溫度變化和污染物等腐蝕成分和腐蝕因素。鹽霧腐蝕就是一種常見具有破壞性的大氣腐蝕。

　　這里講的鹽霧是指氯化物的大氣，它的主要腐蝕成分是海洋中的氯化物鹽——氯化鈉，它主要來源于海洋和內(nèi)地鹽堿地區(qū)。鹽霧對金屬材料表面的腐蝕是由于含有的氯離子穿透金屬表面的氧化層和防護層與內(nèi)部金屬發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)引起的。同時，氯離子含有一定的水合能，易被吸附在金屬表面的孔隙、裂縫排擠并取代氯化層中的氧，把不溶性的氧化物變成可溶性的氯化物，使鈍化態(tài)表面變成活潑表面。造成對產(chǎn)品極壞的不良反應(yīng)。

標(biāo)準(zhǔn)是對重復(fù)性事物和概述所做的統(tǒng)一規(guī)定。鹽霧試驗標(biāo)準(zhǔn)是對鹽霧試驗條件，如溫度、濕度、氯化鈉溶液濃度和PH值等做的明確具體規(guī)定，另外還對鹽霧試驗箱性能提出技術(shù)要求。同種產(chǎn)品采用那種鹽霧試驗標(biāo)準(zhǔn)要根據(jù)鹽霧試驗的特性和金屬的腐蝕速度及對鹽霧的敏感程度選擇。下面介紹幾個鹽霧試驗標(biāo)準(zhǔn)，如：

GB/T2423.17—1993《電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程試驗Ka：鹽霧試驗方法》。

GB/T2423.18—2000《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法 試驗Kb：鹽霧，交變(氯化鈉溶液)》。

GB5938—86《輕工產(chǎn)品金屬鍍層和化學(xué)處理層的耐腐蝕試驗方法》。

GB/T1771—91《色漆和清漆耐中性鹽霧性能的測定》。

鹽霧試驗是一種主要利用鹽霧試驗設(shè)備所創(chuàng)造的人工模擬鹽霧環(huán)境條件來考核產(chǎn)品或金屬材料耐腐蝕性能的環(huán)境試驗。它分為二大類，一類為天然環(huán)境暴露試驗，另一類為人工加速模擬鹽霧環(huán)境試驗。

     人工模擬鹽霧環(huán)境試驗是利用一種具有一定容積空間的試驗設(shè)備——鹽霧試驗箱，在其容積空間內(nèi)用人工的方法，造成鹽霧環(huán)境來對產(chǎn)品的耐鹽霧腐蝕性能質(zhì)量進(jìn)行考核。它與天然環(huán)境相比，其鹽霧環(huán)境的氯化物的鹽濃度，可以是一般天然環(huán)境鹽霧含量的幾倍或幾十倍，使腐蝕速度大大提高，對產(chǎn)品進(jìn)行鹽霧試驗，得出結(jié)果的時間也大大縮短。如在天然暴露環(huán)境下對某產(chǎn)品樣品進(jìn)行試驗，待其腐蝕可能要1年，而在人工模擬鹽霧環(huán)境條件下試驗，只要24小時，即可得到相似的結(jié)果。

                     人工模擬鹽霧試驗又包括中性鹽霧試驗、醋酸鹽霧試驗、銅鹽加速醋酸鹽霧試驗、交變鹽霧試驗。

(1)交變鹽霧試驗是一種綜合鹽霧試驗，它實際上是中性鹽霧試驗加恒定濕熱試驗。它主要用于空腔型的整機產(chǎn)品，通過潮態(tài)環(huán)境的滲透，使鹽霧腐蝕不但在產(chǎn)品表面產(chǎn)生，也在產(chǎn)品內(nèi)部產(chǎn)生。它是將產(chǎn)品在鹽霧和濕熱兩種環(huán)境條件下交替轉(zhuǎn)換，后考核整機產(chǎn)品的電性能和機械性能有無變化。

(2)銅鹽加速醋酸鹽霧試驗(CASS試驗)是國外新近發(fā)展起來的一種快速鹽霧腐蝕試驗，試驗溫度為50℃，鹽溶液中加入少量銅鹽—氯化銅，強烈誘發(fā)腐蝕。它的腐蝕速度大約是NSS試驗的8倍。

(3)醋酸鹽霧試驗(ASS試驗)是在中性鹽霧試驗的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它是在5%氯化鈉溶液中加入一些冰醋酸，使溶液的PH值降為3左右，溶液變成酸性，后形成的鹽霧也由中性鹽霧變成酸性。它的腐蝕速度要比NSS試驗快3倍左右。

(4)中性鹽霧試驗(NSS試驗)是出現(xiàn)早目前應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的一種加速腐蝕試驗方法。它采用5%的氯化鈉鹽水溶液，溶液PH值調(diào)在中性范圍(6～7)作為噴霧用的溶液。試驗溫度均取35℃，要求鹽霧的沉降率在1～2ml/80cm2.h之間。