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金属腐蚀与防腐蚀

  • 2023.06.05 13:53:23
  • 米思米
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金属腐蚀与防腐蚀

 在本节中,让我们来探讨一下金属的腐蚀与防腐蚀。

 众所周知,金属在空气、水和地面中极易腐蚀,会导致漏水漏气事故,以及公园游乐设施等结构倒塌,造成人身伤害。

 即使并未发展至事故的程度,诸如珠宝项链生锈、公寓不锈钢栏杆生锈等破坏美观性的事件也不胜枚举。

 但是,金属原本以化学性质稳定的氧化物和硫化物的形式沉眠于矿山之中,是通过开采、提炼而形成高纯度金属,长期暴露在含有较多溶氧或氯离子的水中,或是21%体积的氧气或潮湿空气中时,自然会尝试恢复到原来的稳定形态。为了防止这种情况并保持初始功能,可采用合金化、防腐电镀/防腐涂层等措施。

(1)金属的活动性顺序

 现在,让我们探讨一下各种金属的易锈性和抗锈性。

 考察金属与酸之间的反应,电离能低于氢的金属会与酸反应生成氢。因此,将金属与氢关联,按照其活动性排序,称为金属活动性顺序。如【表1】中所示。

【表1】金属的活动性顺序

活性金属

与酸和水反应

Cs、Rb、K、Na、Li、Ba、Sr、Ca、Mg

与酸反应

AL、Zn、Fe、Pb、Sn

氢气


H

惰性金属

与强氧化剂发生反应

Cu、As、Sb、Bi、Hg、Ag

贵金属

耐酸和氧化剂

Pt、Au、Os

 表中顶部的金属属于活性(易锈)金属,可与酸反应生成氢气,而位于Cu下方的金属,仅在有氧化剂时才会发生反应,而在Pt以下,即使有氧化剂存在也不会与酸发生反应。

 由此可见,金属元素分别具有各自不同的电离能量,在生锈的难易程度上各不相同。

 然而,实际的腐蚀现象并不遵循这种规律。腐蚀现象会因金属所处的环境而异。

 例如,当金属发生初期腐蚀时,其表面会形成氧化物,如果氧化膜结构致密且化学性质稳定,足以将金属与环境隔离开来,腐蚀就不会进一步进行下去。

 腐蚀现象受环境影响很大,脱离环境讨论腐蚀是完全没有意义的。

 


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