九年级化学下册 6.4 金属腐蚀的分类素材 （新版）粤教版VIP专享VIP免费

金属腐蚀的分类按照反应的特性，金属腐蚀可分为：1．化学腐蚀；2．生物腐蚀；3．电化学腐蚀。化学腐蚀是指氧化剂和金属表面接触，发生化学反应导致的腐蚀。生物腐蚀是指由各种微生物的生命活动引起的腐蚀。电化学腐蚀是指发生电化学反应导致的腐蚀。电化学腐蚀是最普遍和最严重的腐蚀，因此研究电化学腐蚀具有重要的意义！电化学腐蚀的机理金属材料与电解质溶液接触，通过电极反应产生的腐蚀。电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。在反应中，金属失去电子而被氧化，其反应过程称为阳极反应过程，反应产物是进入介质中的金属离子或覆盖在金属表面上的金属氧化物（或金属难溶盐）；介质中的物质从金属表面获得电子而被还原，其反应过程称为阴极反应过程。在阴极反应过程中，获得电子而被还原的物质习惯上称为去极化剂。在均匀腐蚀时，金属表面上各处进行阳极反应和阴极反应的概率没有显著差别，进行两种反应的表面位置不断地随机变动。如果金属表面有某些区域主要进行阳极反应，其余表面区域主要进行阴极反应，则称前者为阳极区，后者为阴极区，阳极区和阴极区组成了腐蚀电池。直接造成金属材料破坏的是阳极反应，故常采用外接电源或用导线将被保护金属与另一块电极电位较低的金属相联接，以使腐蚀发生在电位较低的金属上。当金属被放置在水溶液中或潮湿的大气中，金属表面会形成一种微电池，也称腐蚀电池（其电极习惯上称阴、阳极，不叫正、负极）。阳极上发生氧化反应，使阳极发生溶解，阴极上发生还原反应，一般只起传递电子的作用。腐蚀电池的形成原因主要是由于金属表面吸附了空气中的水分，形成一层水膜，因而使空气中CO2、SO2、NO2等溶解在这层水膜中，形成电解质溶液，而浸泡在这层溶液中的金属又总是不纯的，如工业用的钢铁，实际上是合金，即除铁之外，还含有石墨、渗碳体（Fe3C）以及其它金属和杂质，它们大多数没有铁活泼。这样形成的腐蚀电池的阳极为铁，而阴极为杂质，又由于铁与杂质紧密接触使得腐蚀不断进行。（1）析氢腐蚀（钢铁表面吸附水膜酸性较强时）阳极(Fe)：Fe＝＝Fe2+＋2e-Fe2+＋2H2O＝＝Fe(OH)2＋2H+阴极(杂质)：2H+＋2e-＝＝H2电池反应：Fe＋2H2O＝＝Fe(OH)2＋H2↑由于有氢气放出，所以称之为析氢腐蚀。（2）吸氧腐蚀（钢铁表面吸附水膜酸性较弱时）阳极(Fe)：Fe＝＝Fe2+＋2e-阴极：O2＋2H2O＋4e-＝＝4OH-总反应：2Fe＋O2＋2H2O＝＝2Fe(OH)2由于吸收氧气，所以也叫吸氧腐蚀。析氢腐蚀与吸氧腐蚀生成的Fe(OH)2被氧所氧化，生成Fe(OH)3脱水生成Fe2O3（铁锈）。钢铁制品在大气中的腐蚀主要是吸氧腐蚀。Fe＋2H2O＝＝Fe(OH)2＋H2↑O2＋2H2O＋4e-→4OH-2Fe＋O2＋2H2O＝＝2Fe(OH)22H+＋2e-→H2氧浓差腐蚀当锅炉停用时，积留在锅炉联箱、汽包及炉管低凹处的水，由于水的表层接触大气，溶解氧的浓度大，而较深层溶解氧的浓度相对地较小，这就在同一金属表面出现不同的电极电位，氧浓度大的区域电位高，为阴极，氧浓度小的区域电位低，为阳极，从而造成腐蚀，这就是通常所说的水线腐蚀。因为水线腐蚀是由氧浓度差引起的，所以把这类腐蚀称为氧浓差腐蚀。一、氧浓差腐蚀危害氧浓差腐蚀表现更为严重的是，当金属表面一旦出现这类腐蚀产物时，由于这些产物比较疏松，并且不是连续覆盖在金属表面上，这就造成了腐蚀产物下面与腐蚀产物边缘溶氧浓度不均匀，因腐蚀产物阻止了氧的扩散，在其下部形成了缺氧的阳极区，在其边缘形成了富氧的阴极区，进而发生氧浓差腐蚀。结果是阳极区的坑愈来愈深，阴极区的腐蚀产物愈积愈多，这样，在金属表面上出现疏密不匀、高低不等的鼓包。鼓包的颜色由于铁的氧化物成分不同，由黄褐色到砖红色不等。表层下面的腐蚀产物为Fe3O4黑色粉末。如果将这些腐蚀产物除掉，便呈现出一个个的腐蚀坑。当汽包或联箱内沉积有水渣，在锅炉停用时，由于这些地方容易积存水分和吸收潮气，同样会造成氧浓差腐蚀，所以这些地方要比其他部位腐蚀严重得多。二、氧浓差腐蚀的运用利用氧浓差腐蚀原理制作各种类型的电池。最常见的氧浓差电池有两种类型，一种是在不同深度的水中由于溶解氧浓度不同而造成演共度梯度产生的氧浓度差电池，如水线腐蚀；另一种则是冷却水系统中最常见，也是危险最大的污垢下腐蚀或叫做沉淀物全自动过滤器。