Электрохимическая коррозия это: Электрохимическая коррозия
alexxlab | 16.02.2023 | 0 | Разное
Электрохимическая коррозия | Материаловедение
Электрохимическая коррозия – это разрушение металла в результате взаимодействия с раствором электролита, при котором окислительный и восстановительный процессы протекают не в одном акте и на разных участках металла – анодном и катодном. Электрохимическая коррозия сопровождается протеканием электрического тока. К этому виду коррозии относятся атмосферная, подземная, морская и др.
Электролиты – это химические соединения, которые в растворе полностью или частично диссоциируют на катионы и анионы( NaCl = Na+ + Сl–). Наличие положительно и отрицательно заряженных ионов придает растворам электролитов электропроводность. Диссоциация может происходить только в растворителях, молекулы которых полярны, например в воде. Молекулы воды являются диполями и электростатически взаимодействуют с ионами растворенною вещества, образуя гидратированные катионы и анионы. При гидратации иона выделяется энергия гидратации.
Рисунок 1 – схема строения двойного электрического слоя
Электродный потенциал – разность потенциалов в ДЭС между металлом и раствором.
Механизм электрохимической коррозии. Электрохимическая коррозия возникает в результате работы множества короткозамкнутых гальванических элементов, образующихся вследствие химической и энергетической неоднородности металла (сплава). На рисунке 2 представлена схема коррозии стали со структурой феррит-цементит в растворе кислоты. На аноде – участке поверхности с более отрицательным потенциалом (феррит) происходит окисление железа и переход ионов в раствор, где они гидратируются:
Fe – 2е– = Fe2+
Анод при этом заряжается отрицательно. На катоде – участке поверхности с более положительным потенциалом (цементит) происходит восстановление ионов и молекул раствора, например:
O2+4H++4e– = 2H2O
O2+2H2O+4e– = 4OH–
Катод при этом заряжается положительно. Катодами могут быть не только зерна цементита, но и включения металлов с более положительным потенциалом или различных неметаллов.

Рисунок 2 – схема электрохимической коррозии стали в кислоте
На нашем сайте Вы можете заказать решениe |
Электрохимическая коррозия металлов – презентация онлайн
1. Электрохимическая коррозия металлов
2. Электрохимической коррозией называется самопроизвольный процесс разрушения металлов под действием электролитов , при котором
ОпределениеЭлектрохимической коррозией
называется самопроизвольный процесс
разрушения металлов под действием
электролитов , при котором окисление
металла и восстановление окислителя
протекают в виде двух сопряженных
электрохимических реакций
3.

электрохимической коррозии
Электролит – любая электропроводящая
жидкость.
В строительной практике это вода и любые
водные растворы и взвеси (кислоты, щелочи,
растворы солей, грунт и т.д.)
Чтобы узнать есть ли электрохимическая коррозия
– нужно ответить на вопрос: есть ли электролит на
поверхности металла в рассматриваемых
условиях.
Распространенность
электрохимической коррозии
Электрохимическая коррозия встречается
повсеместно (атмосферная, подводная,
грунтовая коррозии).
Возникает вопрос: как возникают на
поверхности металле две
электрохимические реакции?
Возникновение электрохимической
коррозии
Fe
Екор
Fe2+
Н+
Н2
1.1 Fe – 2e→Fe2+
1.2 Fe2+ + 2e→ Fe
ЕFeравн = -0,51
2.1 H+ + e→Haт →Н2
ЕН
+
2.2. Haт- e→ H
2
равн
= -0,18
Екор = -0,28 В
NaCl рН=3
анодная
реакция
2. H+ + e→Haт →Н2 катодная
реакция
1.

Взаимодействие поверхностных
ионов железа с водой
+
Fe
Н 2О
–
Fe+2
–
+
Вода- это диполь
НОН (Н+ОН-)
В NaCl присутствуют следующие частицы: Na+,
Cl-, Н+ , ОН-, Н2О (НОН), О2
7. Екор – потенциал коррозии, образующийся за счёт одновременного протекания на нём двух электрохимических реакций очень важное
Потенциал коррозииЕкор – потенциал коррозии,
образующийся за счёт одновременного
протекания на нём двух
электрохимических реакций очень
важное понятие электрохимической
коррозии.
Он может быть легко измерен.
И его можно изменить, тем самым
изменяя скорость коррозии.
Условия возникновения и протекания
электрохимической коррозии
Коррозионный потенциал возникает всегда когда выполняется
термодинамическое условие электрохимической коррозии
Термодинамическое условие: потенциал корродирующего
металла должен быть меньше потенциала хотя бы одного
окислителя, прсутствующего в коррозионной среде
Me
Е равн <
Oх
Е
равн
Коррозионный потенциал довольно постоянен , что происходит за счет того
что выполняется условие стационарности электрохимической коррозии.

Условие стационарности коррозии: скорости анодной и катодной
реакции коррозионного процесса равны:
Ja = Jк
Термодинамика электрохимической
коррозии
• Насколько часто выполняется термодинамическое
условие электрохимической коррозии?
ЕMeравн < ЕOх равн
В обычной воде есть следующие виды молекул и ионов:
Н2О, H+, ОН-, О2
окислителями могут быть: Н2О (НОН), H+,
ЕН2 равн = -0,06 рН;
и растворенный в электролите О2,
ЕО2 равн = 1.23-0,06 рН
Ряд напряжений
-1,5 -0,79 -0,44
Al
Zn
Fe
-0,23
0
+0,34
Ni
h3
Cu
1,23
Ag
O2
Если посмотреть ряд напряжений, то можно сделать вывод,
что все металлы за исключением золота должны окислятся
растворенным в электролите кислородом. А железо и его
сплавы могут корродировать, как под действием ионов
водорода или воды, так и под действием растворенного
кислорода.
11. Растворенный в электролите кислород самый распространенный окислитель О2 + 4Н+ + 4е 2Н2О (кислая среда) или О2 + 2Н2О + 4е 4ОН
Окислители, вызывающиеэлектрохимическую коррозию
Растворенный в электролите кислород самый
распространенный окислитель
О2 + 4Н+ + 4е 2Н2О
(кислая среда)
или
О2 + 2Н2О + 4е 4ОН (нейтральная или щелочная среда)
Коррозия под действием растворенного кислорода
называется коррозия с кислородной
деполяризацией
12.

электрохимическую коррозию
Ион водорода или вода также могут вызывать
электрохимическую коррозию
2Н+ + 2е
2Нат Н2
(кислая среда)
или
2Н2О + 2е
2Нат + 2ОН – Н2 + 2ОН (нейтральная или щелочная среда)
Коррозия под действием ионов водорода или воды,
сопровождающаяся выделением молекулярного водорода
называется коррозия с водородной деполяризацией.
Для сплавов железа наблюдается в кислых коррозионных
средах с рН < 3-4
13. Me – ne
Анодные реакции электрохимическойкоррозии
Катионы Меne+
Комплексные соединения [Ме(Кn)]m+,
[Ме(Кn)]m-
Me – ne
Оксиды и гидроксиды МеО, Ме(ОН)2
Сложные анионы металла МеО-2, МеО22Труднорастворимые соли МеА
Опасность электрохимической
коррозии
Наиболее опасен для практики случай, когда
получаются растворимые продукты коррозии
• Гидратированные катионы
• Сложные анионы металла
• Комплексные соединения
Растворяясь в электролите, они не влияют на
скорость коррозии и она всегда остается
опасной.

Опасность электрохимической
коррозии
Если в результате анодной реакции коррозионного
процесса получаются нерастворимые продукты
коррозии:
оксиды,
гидроксиды,
трудностворимые соли,
то такие продукты обычно снижают скорость
коррозии во времени, и тем в большей степени,
чем выше степень упорядоченности(плотности)
получаемых продуктов коррозии.
Зависимость скорости коррозии от вида
и упорядоченности продуктов коррозии
• Если продукты коррозии получаются рыхлые не
упорядоченные (например, ржавчина на железе), то
такие продукты мало тормозят скорость коррозии и
она остается опасной.
• Если продукты коррозии получаются упорядоченные,
плотные (например, на сплавах алюминия при
атмосферной коррозии), то металл перестает
корродировать, металл запассивировался, коррозия
не опасна.
• В практике часто получаются растворимые или
неупорядоченные продукты коррозии, поэтому
электрохимическая коррозия опасна при любой τ оС
Пассивность металлов
• Состояние повышенной коррозионной
стойкости металла, вызванное
торможением анодного процесса за счет
образования упорядоченных оксидных,
гидроксидных и солевых пленок
называется пассивностью.

Примеры пассивных металлов: титан в
кислотах;
медь, алюминий, цинк –
атмосферная коррозия.
Локальный характер протекания
электрохимической коррозии
Электрохимическая коррозия чаще всего протекает
локально, т.е. анодная и катодная реакции коррозионного
процесса протекают на разных участках корродирующего Ме.
Причин локальности много: неоднородность металла;
неоднородность коррозионной среды; неоднородность
физических условий на металле и т.д.
Отсюда много видов локальной коррозии: язвенная,
питтинговая (точечная), коррозия пятнами, межкристаллитная,
коррозионное растрескивание и т.д.).
Локальные формы коррозии более опасны, т.к. металл
быстрее выходит из строя.
При локальном характере коррозии ее скорость зависит от
электропроводности коррозионной среды.
Локальное протекание
электрохимической коррозии
При локальной коррозии в металле и электролите возникают
локальные токи. Их протекание зависит от
электропроводности коррозионной среды.

Электролит
Ме+2
ОН-
Ме – 2е = Ме+2
ne
Н+ + е = Нат
Ме
Н2
Основные особенности
электрохимической коррозии
• Возникает всегда, когда на поверхности металла
появляется электролит;
• Протекает в виде двух сопряженных
электрохимических реакций;
• На поверхности корродирующего металла
появляется потенциал коррозии;
• Электрохимическая коррозия часто идет локально,
локальные формы коррозии опаснее общей;
• Электрохимическая коррозия зависит от
электропроводности коррозионной среды;
• Опасна при любой температуре.
Окислители, вызывающие коррозию
в строительной практике
В строительной практике электрохимическая
коррозия чаще всего протекает по действием двух
окислителей иона водорода или воды:
2Н+ + 2е = 2Нат Н2
(кислая среда)
2Н2О + 2е = 2Нат + 2ОН – Н2 + 2ОН –
И растворенного в электролите кислорода
О2 + 4Н+ + 4е 2Н2О
(кислая среда)
О2 + 2Н2О + 4е 4ОН (нейтральная или щелочная среда)
Особенности коррозии с водородной
деполяризацией
1.

проникая вглубь металла, вызывает его наводороживание. Что
в свою очередь ухудшает механические и технологические
свойства металла: металл становится более хрупким и плохо
сваривается.
2. Коррозия с водородной деполяризацией сопровождается
выделением молекулярного водорода (Н2), который отрывает
защитные покрытия (лакокрасочные, битумные, полимерные),
что усугубляет коррозию.
3. Если есть коррозия с водородной деполяризацией, то
одновременно есть и коррозия с кислородной деполяризацией.
Вывод: коррозия с водородной деполяризацией очень опасна для
строительной практики и ее нужно исключать, т.е строительные
конструкции не должны контактировать с растворами с рН<3-4.
Особенности коррозии с
кислородной деполяризацией
• Растворимость кислорода в электролитах не велика,
поэтому диффузия его к корродирующему металлу
идет медленно и коррозия также идет медленно.

• При коррозии с кислородной деполяризацией
диффузия к различным точкам корродирующего
металла идет не одинаково. Возникают аэрационные
пары
• В результате и возникновения аэрационных пар
коррозия протекает локально.
• В большей степени корродируют участки с плохой
диффузией кислорода.
Возникновение аэрационной пары
Ме
Рис. Щелевая коррозия
Анализ коррозионной ситуации
Чтобы проанализировать коррозионную ситуацию и оценить
опасность коррозии необходимо выяснить:
1.Какие катодные реакции идут на поверхности
металла при коррозии, т.е. какие окислители её
вызывают.
2. По какому пути идёт анодная реакция коррозионного
процесса, т.е. какие продукты коррозии получаются:
растворимые, нерастворимые, упорядоченные,
неупорядоченные;
Анализ коррионной ситуации
• Исходя из состава коррозионной среды прежде
всего определяется, какие окислители в ней
присутствуют. Их как минимум два: ионы
водорода(Н+) и растворённый в коррозионной
среде кислород(О2).

• Далее с помощью электрода сравнения и
вольтметра замеряют потенциал коррозии (Екор)
металла в исследуемой коррозионной среде.
Определение вида окислителя, вызывающего
электрохимическую коррозию
Далее необходимо сравнить
стационарный потенциал коррозии
(Екор) с равновесными потенциалами
этих окислителей (Еохравн). Если
выполняется соотношение
Екор<Еохравн,
То данный окислитель участвует в
процессе коррозии.
Равновесные потенциалы двух главных
окислителей, вызывающих
электрохимическую коррозию
Равновесные потенциалы окислителей (Н+ и О2) при
известном рН коррозионной среды рассчитываются по
уравнениям:
Н2
Е равн= – 0,06рН;
О
Е 2равн=1,23 – 0,06рН
Определение вида окислителя, вызывающего
электрохимическую коррозию
Пример: Если потенциал коррозии Екор равен – 0,2 В,
а рН среды разная (2, 7,12) то равновесные
потенциалы окислителей будут следующие:
pH=2 , Eh3равн = -0,12В, EO2равн= 1,11В
pH=7 Eh3равн = -0,42 В,
EO2равн= 0,81В
pH=12 Eh3равн = -0,72 В,
EO2равн= 0,51В
Проверяем неравенство Eкор < Eoxравн, и видим, что
при pH=2 коррозия протекает под действием обоих
окислителей, а при pH=7, и pH=12 в коррозионном процессе
участвует только один окислитель O2
Определение пути анодной реакции
коррозионного процесса
• Для определения пути реакции коррозионного процесса нужно
знать состав коррозионной среды.

• Если в составе коррозионной среды есть
комплексообразователи, то анодная реакция идет с получением
комплексов. Они, обычно, растворимые вещества и коррозия
опасна.
• Если в коррозионной среде нет комплексообразователей, но есть
анионы, способные давать с корродирующим металлом
труднорастворимую соль, то именно она и получается при
протекании анодного процесса. А для того, что бы сделать вывод
об опасности коррозии необходимо знать насколько
упорядоченна эта соль. (литературные данные).
Определение характера анодной
реакции и вида продуктов коррозии
• Если в коррозионной среде нет комплексообразователей, и
анионов, способных образовывать с корродирующим
металлом труднорастворимую соль, то тогда нужно обратиться
к диаграмме Пурбе для корродирующего металла (обширная
сводка диаграмм Пурбе есть в «Справочнике химика, том 3).
• На следующих слайдах представлены упрощенные диаграммы
Пурбе для алюминия и железа.
• Для того, чтобы определить какое вещество получается в
результате анодного реакции коррозии по диаграмме Пурбе
нужно знать потенциал коррозии и рН коррозионной среды.

Диаграмма Пурбе для алюминия
Е,В
Al2O3
Al3+
-1,2
AlO2
-1,6
-2,0
Al
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
рН
1
3
5
7
9
11
13
E,B
Fe3+
+0.8
Fe(OH)3
+0.2
-0.4
Fe(OH)2
-1.0
HFeO-2
Fe
2
4
6
8
10
12
Рис. 1.2 Диаграмма Пурбе для железа
pH
Анализ коррозионной ситуации
Пример: В растворах Na2SO4 железо согласно диаграммы Пурбе в зависимости
от pH корродирует с образованием:
Fe2+ ,Fe3+
Fe-2e
Гидратированые катионы, рН <3
Fe(OH)2, Fe(OH)3
Гидроксиды, рН 3-13
FeO2- ,Fe(OH)3 Сложный анион металла, рН>13
И, сл-но, железо с учетом растворимости и упорядоченности продуктов
коррозии будет устойчиво только в растворах Na2SO4 с рН = 11,5-13
Поведение железа в условиях
электрохимической коррозии
Анализ коррозионного процесса для углеродистых и
низколегированных сталей в средах с различным рН
показывает:
• При рН < 3 железо корродирует под действием двух
окислителей Н+ и О2, продуктами коррозии являются
растворимые катионы Fe2+, Fe3+, и коррозия очень опасна
и тем опасней, чем выше кислотность коррозионной среды.

• В диапазоне рН 3-11,5 железо корродирует под действием
только О2, продуктами коррозии являются смесь
гидроксидов Fe(OH)2, Fe(OH)3 , причем они получаются в
виде ржавчины, т.е. неупорядоченные, неплотные.
Защитное действие ржавчины плохое и коррозия остается
высокой по скорости и опасной.
Поведение железа в условиях
электрохимической коррозии
• В диапазоне рН 11,5-13 железо корродирует под действием
только О2, продуктами коррозии также являются смесь
гидроксидов Fe(OH)2, Fe(OH)3 , но эти гидроксиды
получаются упорядоченные, плотные. В результате чего
железо пассивируется и не корродирует. Его можно не
защищать.
• При рН > 13 железо корродирует с образованием
упорядоченных гидроксидов Fe(OH)2, Fe(OH)3 и
одновременно растворимых анионов HFeO-2, в результате
чего скорость коррозии в концентрированных щелочах
повышается.
• Графически изменение скорости коррозии железа от рН
коррозионной среды представлено на следующем слайде
Поведение железа в условиях
электрохимической коррозии
Vkop
3
6
9
12
Рис.

рH
Поведение железа и его сплавов в
условиях электрохимической коррозии
Вывод:
• Железо, углеродистые и
низколегированные стали в условиях
электрохимической коррозии необходимо
защищать во всех средах, кроме
слабощелочных с рН от 11,5 до 13.
39. Коррозия металлов в контакте (Контактная коррозия)
Коррозия металлов в контактеКоррозия металлов в контакте
(Контактная коррозия)
В реальной практике конструкции часто
выполняются из двух или нескольких металлов.
В этом случае возникает так называемая
контактная коррозия.
• В этом случае на поверхности корродирующей
конструкции устанавливается единый потенциал
коррозии, лежащий между коррозионными
потенциалами отдельных металлов.
Контактная коррозия
• Т.е. при контактной коррозии потенциал
более отрицательного металла сдвигается в
положительном направлении и скорость
коррозии его увеличивается.

• А потенциал коррозии более
положительного металла сдвигается в
отрицательном направлении, скорость
коррозии его уменьшается или он совсем
перестает корродировать.
Коррозия металлов в контакте
• Ответы на эти вопросы дает ГОСТ 9.005–72 ЕСЗКС
«Допустимые и недопустимые контакты металлов».
Согласно этому ГОСТ, все конструкционные металлы
делятся на 16 групп при атмосферной коррозии и на 11
групп при подводной коррозии. В ГОСТ 9.005–72 указано,
контакт между какими группами металлов является
недопустимым, ограниченно допустимым и допустимым в
этих коррозионных средах.
• При необходимости использовать в конструкциях
недопустимый контакт нужно предусмотреть методы
защиты от контактной коррозии, также регламентируемые
ГОСТ 9.005–72.
Коррозия: Электрохимическая | Машиностроение
Коррозия окружает нас повсюду, в нашей повседневной жизни, тихо работает и идет своим чередом. Коррозия — это ухудшение свойств материала из-за реакции с окружающей средой. NACE определяет коррозию как «разрушение вещества (обычно металла) или его свойств из-за реакции с окружающей средой». и другие материалы также подвержены коррозии.
Последствия коррозии можно увидеть повсюду: на наших домах, на детских площадках, на наших автомобилях, зданиях и мостах. Если его не остановить, это может привести к серьезным авариям, таким как обрушение моста I-35W в Миннеаполисе 1 августа 2007 г., в результате которого 13 человек погибли и 145 получили ранения 2 , или рейс Aloha 243, у которого в середине полета произошла взрывная декомпрессия, оторвавшая часть. фюзеляжа, в результате чего один член экипажа погиб и 65 пассажиров и членов экипажа получили ранения 3 .
Коррозия также имеет финансовые последствия. В США коррозия вызывает ежегодные убытки в размере 47,9 млрд долларов в коммунальном хозяйстве, 29,7 млрд долларов в транспортной отрасли, 22,6 млрд долларов в инфраструктуре, 20,1 млрд долларов в государственных структурах и 17,6 млрд долларов в производстве и обрабатывающей промышленности 4 . Это составляет 275,7 миллиардов долларов в год из-за коррозии, при этом самые большие затраты приходятся на системы питьевой воды и канализации на 36 миллиардов долларов и увеличиваются 5 .
Исследования коррозии показали нам, что существует два основных механизма коррозии: электрохимическое и химическое окисление. Оба этих типа имеют множество форм и разветвлений, некоторые из них более выражены, чем другие, но механизм, с помощью которого они разлагают вещество или материал, всегда можно проследить до одного из этих двух типов. В этой части статьи мы рассмотрим механизм электрохимической коррозии и ее наиболее распространенные формы.
Электрохимическая коррозия
Электрохимическая коррозия — это процесс, в результате которого металл возвращается в состояние окисления с наименьшей энергией. Чтобы правильно понять электрохимическую коррозию, нужно понять, как находят руды и превращают их в металл.
Необработанные руды берутся из природы, где некоторые из них находятся в химическом соединении с другими элементами в термодинамически стабильном состоянии. Например, железо встречается вместе с оксидами, гидратами и сульфидами. Чтобы извлечь или очистить железо, энергия (тепло) нагнетается в руду, чтобы превратить ее в металл. Это приводит к тому, что железная руда восстанавливается и становится термодинамически нестабильной. Фундаментальные законы термодинамики диктуют, что нестабильная система в конечном итоге возвращается к своей стабильной форме, равновесию.
Однако некоторые металлы уже встречаются в природе в металлической форме, например, золото, и поэтому уже стабильны в металлической форме, поэтому золото не подвергается коррозии. Это не означает, что только те металлы, которые встречаются в природе в чистом металлическом виде, являются единственными, которые не подвергаются коррозии, есть руды, которые при окислении дают металл, который не подвергается коррозии, разница в том, что количество энергия (тепло), необходимая для окисления руды, в этом случае минимальна.
Нестабильные металлы становятся стабильными в течение многих лет в результате электрохимической коррозии, если их не защитить. Для возникновения электрохимической коррозии необходимо наличие коррозионной ячейки. Коррозионная ячейка представляет собой комбинацию четырех элементов: анода, катода, электролита и металлического пути, соединяющего анод и катод. Без любого из этих четырех элементов коррозии не будет, все элементы должны присутствовать. Современные исследования показали, что кислород может сильно влиять на коррозию, и эксперты часто считают его очень важным элементом, утверждая, что в некоторых формах коррозии кислород является последним завершающим этапом для достижения истинного состояния с самой низкой энергией.
- На аноде происходит фактическая потеря металла. Ионизируясь в электролите, ионы высвобождают электроны в ходе сложной серии химических реакций с образованием оксида железа (Fe2O3) и кислорода. Оксид железа — это то, что мы обычно называем ржавчиной.
- Катод является чрезвычайно важным элементом коррозионной ячейки, поскольку он определяет скорость коррозии. Электроны с анода перемещаются к катоду и задерживаются там.
Чем больше электронов может разместить катод, тем быстрее будет корродировать анод. Это основная взаимосвязь между анодом и катодом в коррозионной ячейке.
- Электролит также является важным элементом коррозионной ячейки, поскольку это раствор, который окружает анод и катод. Электролит также влияет на скорость коррозии, поскольку проводимость электролита либо позволяет электронам свободно перемещаться от анода к катоду, либо ограничивает их поток, тем самым снижая скорость коррозии.
- Металлический путь — это то, что некоторые могут назвать внутренней цепью, поскольку она обеспечивается металлом, в котором находятся анод и катод. Металлический путь замыкает цепь коррозии.
Кислород считается важным фактором коррозии, так как без кислорода коррозия замедляется и в конце концов прекращается. Кислород отвечает за реакцию с ионами водорода, которые высвобождаются на катоде из-за аккомодации электронов. При недостатке кислорода ионы водорода накапливаются на катоде и препятствуют аккомодации электронов, останавливая процесс коррозии. Это явление называется поляризацией 6 .
Хотя электрохимическая коррозия относится к механизму коррозии, она может проявляться во многих формах. Наиболее распространены гальваническая, точечная и щелевая коррозия.
Гальваническая коррозия
Гальваническая коррозия возникает, когда два разных металла погружаются в раствор и соединяются металлическим путем. Примером может служить железный корабль с алюминиевыми винтами. Электролит — это море, а металлическая дорожка — это настоящая конструкция корабля. Анод и катод определяются из гальванического ряда. В таблице 1 показана упрощенная гальваническая серия.
Из таблицы 1 видно, что на железном корабле алюминиевые гребные винты будут наиболее активным металлом или анодом и, следовательно, будут подвергаться коррозии. Следует отметить, что чем дальше друг от друга находятся два металла в гальваническом ряду, тем выше будет скорость коррозии.
В этом конкретном случае также стоит обратить внимание на размер анода и размер катода. Чем больше катод, тем больше электронов он может принять от анода, заставляя его ионизироваться с большей скоростью, что приводит к гораздо более быстрой коррозии. Эта зависимость между ними является линейной: чем больше разница в размерах между катодом и анодом, тем быстрее будет корродировать анод. Это применимо только в том случае, если катод больше анода. Если анод больше катода, скорость коррозии замедляется. Следовательно, отношение теперь обратное.
Точечная коррозия
Точечная коррозия – это форма коррозии, которая часто связана с соотношением размеров между анодом и катодом, описанным выше. Наиболее распространенной причиной питтинга является неоднородность металлов. Иногда металлы непостоянны по своему содержанию, в них могут входить горшечные металлы или другие крупинки легкокорродирующих металлов. Если в металле есть включения такого рода, которые являются более анодными, чем остальной металл, эти примеси корродируют быстрее и вызывают язвы. Обратное также возможно, примеси могут быть катодными по отношению к остальной части металла, это вызовет ямки в окружающей примеси области.
Неоднородность — не единственная причина точечной коррозии. Защитные покрытия могут сломаться и обнажить часть подложки, которую они должны были защищать. Это приводит к тому, что остальная часть металла с покрытием действует как катод, а небольшая несплошность становится анодом. В соответствии с соотношением размеров между анодом и катодом скорость коррозии на этом маленьком аноде будет высокой, что приведет к образованию язв.
Щелевая коррозия
Это особая форма коррозии, которая возникает в очень маленьких трещинах на металлах. Щелевая коррозия — очень интересная форма, потому что в какой-то момент она включает один из двух основных механизмов: электрохимический и химический. Щелевая коррозия часто локализуется в местах застоя электролита. К таким местам часто относятся соединения внахлест, под прокладками и под изоляцией. В этих местах щелевая коррозия обычно начинается как электрохимическая коррозия с попаданием в щель электролита. Из-за небольшого размера щели кислород, необходимый для поддержания электрохимической коррозии, вскоре истощается, и электролит становится кислым. Это происходит за счет гидролиза ионов металлов, вызванного электрохимической коррозией 9.0003 7 . В этот момент тип или механизм коррозии представляет собой химическую атаку.
Хотя создание коррозионной ячейки может показаться трудным процессом, это происходит с большей легкостью, чем предполагалось. Электрохимическая коррозия может произойти везде, она может взаимодействовать не с одним металлом, а также проникать внутрь бетона и разъедать арматурные стержни. Вся наша инфраструктура подвержена коррозии. Многие другие формы коррозии можно наблюдать в промышленных условиях, однако, как уже объяснялось, все эти формы восходят к электрохимическим. Эти другие формы могут включать нитевидную, атмосферную и прокатную коррозию.
Электрохимическая коррозия является наиболее распространенным механизмом в современной промышленности, и ее последствия можно измерить с точки зрения экономики, здоровья, безопасности и даже культуры. Этот механизм коррозии может существовать внутри наших тел, в кардиостимуляторах, он может привести к падению мостов, разрыву газопроводов и даже к ржавчине культурных сооружений, таких как статуя Свободы, если о них не заботиться должным образом. Электрохимическая коррозия — это сила, с которой необходимо считаться в современном мире, и ее необходимо решать как таковую. В следующем выпуске мы рассмотрим механизм химического окисления и его наиболее распространенные формы.
См. также Коррозия: Химическое окисление
1 VanDelinder, L.S. изд. Основы коррозии – введение, глава 1, объем и язык коррозии. Национальная ассоциация инженеров по коррозии, стр. 14, 1984
2 Фроммер, Фредерик и Лоуи, Джоан. «Дефекты конструкции моста могут быть не такими редкими, как предполагалось» USA Today. 25 декабря 2010 г.
3 Кристофф, Сьюзен. «Усталостный отказ самолета Aloha Flight 243: как циклическая нагрузка и коррозия вызвали отказ во время полета», Suite 101. 27 декабря 2010 г.
4 Томпсон, Нил. «Стоимость коррозии: в США 276 миллиардов долларов в год». Стоимость коррозии. 28 декабря 2010 г.
5 Томпсон, Нил. «Стоимость коррозии: в США 276 миллиардов долларов в год». Стоимость коррозии. 28 декабря 2010 г.
6 Мангер, Чарльз. Предотвращение коррозии с помощью защитных покрытий, Глава 1, Коррозионная ячейка. Национальная ассоциация инженеров по коррозии, стр. 21, 1984
7 Томпсон, Нил. «Хронология расщелины». Коррозия-Доктора. 28 декабря 2010 г.
Есть ли у вас опыт и знания по темам, упомянутым в этом содержании? Вам следует подумать о том, чтобы внести свой вклад в нашу редакционную команду CFE Media и получить признание, которого вы и ваша компания заслуживаете. Нажмите здесь, чтобы начать этот процесс.
Электрохимическая коррозия металлических биоматериалов
Обзор
. 1984 г., май; 5 (3): 122–34.
doi: 10.1016/0142-9612(84)
-2.
М Пурбе
- PMID: 6375748
- DOI:
10.
1016/0142-9612(84)
-2
Обзор
M Пурбэ. Биоматериалы. 1984 май.
. 1984 г., май; 5 (3): 122–34.
дои: 10.1016/0142-9612(84)-2.
Автор
М Пурбе
- PMID: 6375748
- DOI:
10.1016/0142-9612(84)
-2
Абстрактный
Методы электрохимической термодинамики (диаграммы равновесия электродный потенциал-рН) и электрохимической кинетики (кривые поляризации) могут помочь понять и предсказать коррозионное поведение металлов и сплавов в присутствии биологических жидкостей. Дан краткий обзор литературы по некоторым применениям таких методов, как in vitro, так и in vivo, применительно к хирургическим имплантатам (нержавеющие стали, хром-кобальт-молибденовые сплавы, титан и титановые сплавы) и стоматологическим сплавам (серебро-олово). – амальгамы меди, литейные сплавы на основе серебра и золота, литейные сплавы на основе никеля). Обращается внимание на необходимость более фундаментальных исследований щелевой и фреттинг-коррозии материалов хирургических имплантатов и стоматологических сплавов, а также на токсичность продуктов коррозии. Совершенное понимание точного значения электродных потенциалов необходимо для успеха такой задачи.
Похожие статьи
[Электрохимическое поведение титана и стоматологической отливки при моделировании условий полости рта].
Пелсоци-Ковач И., Куцан Г., Раушер А., Фазекас А. Пелсоци-Ковач I и др.
Фогорв Сз. 2005 г., декабрь 98(6):251-5. Фогорв Сз. 2005. PMID: 16468487 Венгерский.Поведение материалов имплантатов в условиях щелевой коррозии in vitro.
Сутов Э.Дж., Джонс Д.В., Милн Э.Л. Sutow EJ и соавт. Джей Дент Рез. 1985 г., май; 64 (5): 842-7. дои: 10.1177/00220345850640051201. Джей Дент Рез. 1985. PMID: 3858307
Коррозионное поведение стоматологических металлов и сплавов в различных средах.
Кедичи С.П., Аксют А.А., Киличарслан М.А., Байрамоглу Г., Гёкдемир К. Кедичи С.П. и др. J Оральная реабилитация. 25 октября 1998 г. (10): 800-8. дои: 10.1046/j.1365-2842.1998.00305.х. J Оральная реабилитация. 1998. PMID: 9802590
Коррозия и модификация поверхности биосовместимых металлов: обзор.
Асри РИМ, Харун ВСВ, Самикано М., Лах НАК, Гани САК, Тарлочан Ф., Раза М.Р. Асри РИМ и др. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl. 2017 1 августа; 77: 1261-1274. doi: 10.1016/j.msec.2017.04.102. Epub 2017 20 апр. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl. 2017. PMID: 28532004 Рассмотрение.
Биоповреждение и коррозия металлических имплантатов и протезов.
Лопес Г.Д. Лопес ГД. Медицина (B Aires). 1993;53(3):260-74. Медицина (B Aires). 1993. PMID: 8114635 Рассмотрение. Испанский.
Посмотреть все похожие статьи
Цитируется
Биоразлагаемое железо и пористое железо: механические свойства, поведение при разложении, способы производства и биомедицинские применения.
Салама М., Ваз М.Ф., Коласо Р., Сантос С., Кармезим М. Салама М. и др. J Функция Биоматер. 2022 1 июня; 13 (2): 72. дои: 10.3390/jfb13020072. J Функция Биоматер. 2022. PMID: 35735927 Бесплатная статья ЧВК. Рассмотрение.
Исследование биосовместимости мембран на основе полисахаридов Anacardium occidentale L. и поливинилового спирта после подкожной имплантации крысам.
Шагас А.Л.Д., Оливейра Л.П., Круз М.В., Мело Р.М., Мигель М.П., Фернандес К.Ф., Менезеш Л.Б. Шагас ALD и др. Материалы (Базель). 2022 10 февраля; 15 (4): 1296. doi: 10.3390/ma15041296. Материалы (Базель). 2022. PMID: 35207837 Бесплатная статья ЧВК.
Испытания in vitro на трибокоррозию конуса шейки бедра: обзор экспериментальных методов.
Уайт К.М., Шемич Э.Х. Уайт С.М. и соавт. Proc Inst Mech Eng H. 2022 Feb 10;236(4):9544119221074582. дои: 10.1177/09544119221074582. Онлайн перед печатью. Proc Inst Mech Eng H. 2022. PMID: 35139678 Бесплатная статья ЧВК.
Связаны ли режимы повреждения с микроструктурой и потерей материала в сильно поврежденных головках бедренных костей CoCrMo?
Маккарти С.М., Холл ДиДжей, Мэтью М.Т., Джейкобс Дж.Дж., Лундберг Х.Дж., Поурзал Р. Маккарти С.М. и др. Clin Orthop Relat Relat Res. 2021 1 сентября; 479(9):2083-2096. doi: 10.1097/CORR.0000000000001819. Clin Orthop Relat Relat Res. 2021. PMID: 34019490 Бесплатная статья ЧВК.
Фотоэлектрический эффект ускорил электрохимическую коррозию и процессы наноотпечатка на пластинах арсенида галлия.