腐蚀的基本概念

出处：按学科分类—工业技术 北京出版社《现代综合机械设计手册上》第678页（935字）

材料的腐蚀大致可分为材料表面不形成膜的化学腐蚀和电解系统腐蚀。前者材料与环境介质发生直接的化学反应，材料总保持在表面不成膜的状态，在腐蚀中无电荷的输运过程。后者按其特点又可分为如下三种：

①阳极／阴极不可分型。在这类腐蚀中，阳极、阴极是存在的，但用实验方式无法对二者予以区分。金属在酸、碱及中性水溶液中的均匀腐蚀即属此种类型。

②阳极／阴极可分型。金属的某一部分可用实验方法鉴别其为阳极或阴极。尽管有时这些区域之间的距离不足1mm，但这种腐蚀反应中，在金属中有宏观的电荷流动。

③阳极／阴极界面型。整个界面可能为阳极，而另一界面则为阴极。例如金属／金属氧化物界面可视为阳极；而金属氧化物／氧界面可视为阴极。

通常将前两种称为湿蚀，而将第三种称为干蚀。在湿蚀时，作为阳极的金属发生溶解(阳极反应)，即M→Mⁿ++ne^－(氧化过程)。例如，Fe→Fe²⁺2e。而阴极反应(还原反应)则根据溶液的酸、碱度(pH值)的不同而有不同的过程。在非氧化性的酸溶液中(因含有高浓度H⁺)发生如下反应：H⁺+e^－→H以及H+H→H₂。当同时有氧存在时，则发生如下阴极反应：O₂+4H⁺+4e^－=2H₂O。在中性溶液中，当有氧存在时，发生下列阴极反应：O₂+2H₂O+4e^－=4OH^－。在碱性溶液中，尽管H+离子浓度低，但腐蚀过程仍会析出H，其反应是：H2O+e^－→OH^－+H。

在上述的腐蚀反应(阳极反应与阴极反应同时进行)中，阳极与阴极的状态会因溶液性质的改变、荷电离子的输运速度等因素的改变而发生变化，从而影响腐蚀的过程与速度。如果能够抑制阴极反应的发生，就可减低整个腐蚀过程。例如，氧是导致阴极反应的重要因素，防止空气进入中央加热系统、锅炉及汽车散热器等，就可大大缓解其腐蚀的发生。其次，在金属表面形成一层钝化膜，则可减缓阳极过程，大大减低腐蚀速度。某些合金特别易于形成钝化膜，如不锈钢等。