第二節(jié)   電化學(xué)腐蝕

    金屬表面與離子導(dǎo)電的電解介質(zhì)溶液發(fā)生電化學(xué)作用產(chǎn)生的破壞稱為電化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕過(guò)程中產(chǎn)生電流。電化學(xué)腐蝕是自然界和生產(chǎn)中最普遍和最常見(jiàn)的腐蝕，破壞作用也顯著。金屬在大氣、濕空氣、海水、土壤及酸、堿、鹽溶液中都能發(fā)生電化學(xué)腐蝕。在船上，船體和船機(jī)發(fā)生電化學(xué)腐蝕的部位和零部件較多。

一、電化學(xué)腐蝕原理

電池作用原理可以充分說(shuō)明金屬在電解質(zhì)溶液中的腐蝕過(guò)程。圖3-l的Fe-Cu電池示意圖中，鐵板和銅板分別為陽(yáng)極和陰極，同裝于盛有電解質(zhì)溶液(如稀硫酸)的容器中，并用導(dǎo)線連接兩極。電池反應(yīng)發(fā)生后導(dǎo)線中有電流通過(guò)。電池反應(yīng):

陽(yáng)極氧化反應(yīng)后鐵被溶解    Fe → Fe﹢﹢十2Θ

陰極還原反應(yīng)后放出氫氣    2H十2Θ→H2↑

所以，電池作用使陽(yáng)極鐵板不斷地被腐蝕，溶液中氫離子不斷地從陰極獲得電子變成氫氣逸出。

電化學(xué)腐蝕中，腐蝕電池起著重要作用。依電池中電極大小分為宏觀電池與微觀電池。

1.宏觀腐蝕電池

宏觀腐蝕電池是肉眼可見(jiàn)電極構(gòu)成的宏觀大電池，引起局部宏觀腐蝕。主要有:

1)異金屬接觸電池

兩種具有不同電位的金屬或合金相互接觸(直接接觸或用導(dǎo)線連接)，并處于同一電解質(zhì)溶液中時(shí)，會(huì)使電位低的金屬不斷地被腐蝕，這種電池稱為異金屬接觸電池。兩種金屬的電位差越大，腐蝕也越嚴(yán)重。例如，F(xiàn)e-Cu電池、海水中船的碳鋼尾軸與銅質(zhì)螺旋槳等也構(gòu)成這種電池。

2)濃差電池

同一金屬的不同部位與濃度(含氧量或含鹽量)或溫度不同的介質(zhì)接觸構(gòu)成的電池稱濃差電池。最常見(jiàn)的有氧濃差電池、鹽濃差電池和溫差電池等。

金屬與含氧量不同的介質(zhì)接觸，在氧濃廢低處金展的電位較低;氧濃度較離處金屬的電位較高。 例如鐵棒埋于土壤中，因土壤深度不同含氧量不同，氧的濃度不同，則氧的分壓不同。濃度越高分壓越大，鐵棒的電位越高，否則電位越低，于是構(gòu)成氧濃差電池，使深埋于土壤中的鐵棒端腐蝕最嚴(yán)重。

同樣，分別插入濃、稀硫酸銅溶液中的銅棒兩端電位不同，稀硫酸銅溶液中的棒端電位低，另一端電位高，構(gòu)成鹽濃差電池。

浸于電解質(zhì)溶液中的金屬當(dāng)不同部位的溫度不同時(shí)構(gòu)成溫差電池。例如,換    熱器的高溫端比低溫端腐蝕嚴(yán)重。

2.微觀電池

微觀電池使指金屬表面由于電化學(xué)不均勻性構(gòu)成無(wú)數(shù)微小電極的電池,又稱微電池。零件金屬表面電化學(xué)不均勻性使由于金屬表面的微觀不均勻性引起的,主要有:

（1）化學(xué)成分不均勻性  工業(yè)用的金屬材料不同程度含有雜質(zhì)、或有偏析,使金屬表面化學(xué)成分不均勻。金屬、雜質(zhì)、非金屬夾雜物的電極電位不同,當(dāng)有電解質(zhì)溶液時(shí)就會(huì)構(gòu)成無(wú)數(shù)微小電池,如圖3-2（a）。

（2）金屬組織不均勻性  零件金屬材料中不同的金相組織和晶體缺陷具有不同的電極電位,在有電解質(zhì)溶液的情況下就會(huì)構(gòu)成微電池,如圖3-2（b）所示。

（3）物理性質(zhì)或狀態(tài)的不均勻性  金屬材料冷、熱加工后材料各部分的受力和變形不同或物理性質(zhì)不均勻,在有電解質(zhì)溶液的情況下構(gòu)成微電池,如圖3-2（c）中變形大的1處電位較低，易被腐蝕。

(4)金屬表面膜不完整  金屬表面都有一層氧化膜，當(dāng)膜破裂、有孔等不完整時(shí)，破裂處和有孔處電位較低，易構(gòu)成微電池的陽(yáng)極，如圖3-2(d)所示。