腐蚀的分类方法有很多,按材料腐蚀原理的不同,可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。根据字面意思,两个名词的区别在于一个“电”字,具体来说,化学腐蚀与电化学腐蚀的原理到底有何差异呢?
化学腐蚀是金属在干燥的气体介质中或在不导电的液体介质中(如酒精、石油等)发生的腐蚀,腐蚀过程中无电流产生。电化学腐蚀是指金属在导电的液态介质中因电化学作用导致的腐蚀,在腐蚀过程中有电流产生。大气腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀等都属于电化学腐蚀。根据热力学第二定律,产生金属腐蚀的驱动力是腐蚀过程中金属与环境介质组成系统总自由能的降低。
按腐蚀环境不同,可将腐蚀分成三类:湿蚀(包括水溶液腐蚀、大气腐蚀、土壤腐蚀和化学药品腐蚀),干蚀(包括高温氧化、硫腐蚀、氢腐蚀、液态金属腐蚀、熔盐腐蚀、羧基腐蚀等),微生物腐蚀(包括细菌腐蚀、真菌腐蚀、流化菌腐蚀、藻类腐蚀)等。
按腐蚀形态不同,可将腐蚀分为全面腐蚀和局部腐蚀两大类。腐蚀分布在整个金属表面上(包括较均匀的和不均匀的)称为全面腐蚀;腐蚀局限在金属的某一部位则称为局部腐蚀。在全面腐蚀过程中,进行金属溶解反应和物质还原反应的区域都非常小,甚至是超显微的,阴、阳极区域的位置在腐蚀过程中随机变化,使腐蚀分布相对均匀,危害也相对小些。而在局部腐蚀过程中,腐蚀集中在局部位置上,金属的其余部分几乎没有发生腐蚀。
金属化学腐蚀的基本原理
当裸金属表面与干燥的空气或氧气接触时,首先将在表面形成氧分子的物理吸附层,并迅速转化为一层较为稳定的化学吸附膜。随着氧化过程的继续进行,反应物质必须先通过膜层然后再与基体起反应,氧化速度往往由传质过程所控制。在低温和常温时热扩散不能发生,只可能发生离子电迁移,此时膜的生长速率较慢。在较高温度时膜的增长主要依靠热扩散。
材料化学腐蚀动力学过程是用几种典型形式表示的。在实际的腐蚀过程中,由于腐蚀环境或腐蚀介质的复杂性,材料化学腐蚀的动力学过程往往是上述几种机制的综合。可见,提高材料抗氧化能力的重要途径就是改变材料的表面成分,使其氧化动力学曲线呈对数变化。