析氨腐蚀与吸帆腐蚀生成的Fe(OH)₂被氧所氧化,生成Fe(OH)₃脱水生成Fe₂O₃铁锈。
3.7.2金属的防护
3.7.2.1采用合金
工业上选用金属材料时,使用最多的是耐蚀合金,如快合金、制合金、钛合金等。合金提高电极电势,减少阳极活性,从而使金属的稳定性大大提高。
不锈钢是一 种广泛应用的耐蚀合金材料, 在大气中、水中或具有氧化性的酸中完全耐蚀,但在氧化物介质申易腐蚀。
3.7.2.2采用保护层
在金属表面覆盖某种保护层,把金属和腐蚀介质分开,使金属不被腐蚀介质腐蚀。金属保护层是用耐蚀性较强的金属或合金把容易腐蚀的金属表面完全遮盖起来。覆盖方法有电镀、没镀、化学镀、喷镀等,例如在铁上镀铬、镀锌和镀锡。
无机保护层主要包括搪毫保护层、硅酸盐水泥保护层和化学转化膜层。常见的化学转化膜有氧化膜和磷化膜。钢铁的氧化处理也称氧化发蓝(或发黑)。它是将钢铁制件在含有氧化剂 的碱液中进行处理,使钢铁表面生成一层蓝黑色的致密的四氧化三铁(Fe₃O₄) 薄膜,膜厚一 般可达0.6-1.5μm。
钢铁磷化是将钢铁零件放人含有锰、铁、锌的磷酸盐溶液中进行浸泡,使其表面获得一层深黑色难溶的磷酸盐膜。
有机保护层是在金属表面涂敷油读或塑料,在实际中应用广泛。
3.7.2.3 缓蚀剂法
缓蚀剂是指添加到腐蚀性介质中,能阳止金属腐蚀或降低腐蚀速度的物质。在腐蚀介质中加入少量缓蚀剂就能有效减缓腐蚀速度。缓蚀剂的种类很多,习惯上常根据缓蚀剂化学组成,把缓蚀剂分为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂两类。
无机缓蚀剂的作用主要是在金属表面形成氧化膜或难溶物质。具有氧化性的物质如铬酸甲、重铬酸钾、硝酸钠、亚硝酸钠等作为缓蚀剂时,在溶液中能使钢铁钝化,在表面形成钝化膜(Fe₂O₃), 使金属与介质隔开,从而减缓腐蚀。非氧化性物质,氢氧化钠、碳酸钠、硅酿钠、磷酸钠等,作为缓蚀剂时的缓蚀作用在于它们能与金属表面阳极部分落解下来的金属离子结合成难溶产物,覆盖在金属表面上形成保护膜。
无机缓蚀剂通常是在碱性或中性介质中使用。在酸性介质中,通常使用有机缓蚀剂,如黎胺、乌洛托品、琼脂、醛类等。有机缓蚀剂的缓蚀机理较复杂,般认为缓蚀剂吸附在金属表|面,增加了氢的过电位,阻碍了H⁺放电,减少了析氢腐蚀。例如胺类能与H⁺作用生成正离子[RNH₃]⁺,这种正离子被带负电的金属表面吸附后,金属的析氢腐蚀就受到阻碍。
3.7.2.4阴极保护法
阴极保护法就是将被保护的金属作为腐蚀电池的阴极保护起来。常用的有牺牲阳极法和外加电流法。
在牺牲阳极法中,把较活泼的金属或合金与被保护的金属连接,较活泼的金属或合金成为腐蚀电池的阳极而被腐蚀,从而使被保护金属免遭腐蚀。常用的牺牲阳极材料有铝、镁、锌和它们的合金。牺牲阳极的面积通常是被保护金属表面积的1%-5%,分散分布在被保的表面上。
在外加电流法中,被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极。 外加直流电源的负极接被保护金属(阴极),另用一废钢铁作正极。在外接电源的作用下阴极受到保护。这种保护法广泛用于防止土壤、海水及河水中金属设备的腐蚀。