鹽霧腐蝕原理
鹽霧腐蝕原理
自然界的鹽霧是強(qiáng)電解質(zhì),其中NaCl占電解質(zhì)的77.8%,電導(dǎo)很大,能加速電極反應(yīng)使陽極活化,加速腐蝕。 鹽霧對產(chǎn)品的腐蝕是以電化學(xué)方式進(jìn)行的,其機(jī)理是基于原電池腐蝕,腐蝕過程如下:陽極過程腐蝕電池中電位較負(fù)的金屬為陽極,發(fā)生氧化反應(yīng)。金屬的陽極溶解過程至少由以下幾個(gè)連續(xù)步驟組成:
1) 金屬原子離開晶格轉(zhuǎn)變?yōu)楸砻嫖皆樱篗e晶格→Me吸附。
2) 電位差導(dǎo)致金屬氧化,其反應(yīng)為Me→Men+→ne-。放出相等數(shù)量的電子。由此而形成的金屬離子既可溶液到電解液中,也可以與侵襲介質(zhì)中的成分發(fā)生反應(yīng)后淀析于金屬上。
3) 陽極的過程可一直持續(xù)到它所生成的電子被陰極耗盡為止。陰極發(fā)生反應(yīng):
O2+2H2O+4e→4OH-,在中性或堿性介質(zhì)中被還原成羥基離子。羥基離子又可與金屬離子發(fā)生反應(yīng),而在酸性介質(zhì)中氫離子通過形成游離氫得到還原,氫則作為氣體逸出。
4) 在電解液中,氯化鈉離解成為鈉離子和氯離子,部分氯離子、金屬離子和氫氧根離子反應(yīng)生成金屬腐蝕物:2nMe++2nCl+2nOH→nMeCl+nMe(OH).
鹽霧腐蝕的三要素是水、氧和離子。涂層是一種高聚物薄膜,能不同程度地阻緩上述三要素的通過而發(fā)揮腐作用。一般情況下,只要水中鹽的濃度在0.4mol/L以上,鈉與氯離子就可以穿過涂膜擴(kuò)散,因此在噴鹽霧的情況下,上述陽極和陰極反應(yīng)是不能抑制的:
離子透過漆膜比水和氧要慢得多,漆膜所含的羥基離解后使其帶負(fù)電,因而會(huì)選擇性地吸收陽離子透入漆膜,經(jīng)研究證實(shí),一般漆膜會(huì)大量吸收陽離子(如Na+)透入漆膜,而陰離子(如Cl-)則不易透入。離子透入漆膜的結(jié)果是使漆膜起泡、脫落。
如果被同一種液體浸潤的兩種不同金屬互相電接觸,則陰極過程發(fā)生在較貴重的金屬上,而陽極過程則發(fā)生在“較賤的材料”上。