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金属的腐蚀与锈蚀 金属受外界环境或介质的化学或电化学作用而引起的变质和破坏称为腐蚀。黑色金属在大气中的腐蚀称为锈蚀。 电化学腐蚀 金属在有水和电解质存在的介质中的腐蚀，称为电化学腐蚀。主要是由于金属之间的不同电极电位或金属与非金属之间的不同电极电位,在腐蚀介质存在下构成腐蚀电池(有电流产生）。 电极电位表示金属失去电子而离子化的能力，电极电位越小，成为离子的趋势越大，腐蚀的可能性越大。如Mg（-2.38) Zn(-0.76) Fe(-0.44) 钢铁在大气中的锈蚀 钢铁材质内含有少量碳、硅等无机物，经常受各种应力加工、电、气焊、弯曲变形，各部分能量分布不均匀，且表面沾污着灰尘、沙土等脏物，当有腐蚀介质存在时，会形成局部腐蚀电池，产生腐蚀。 铁在水膜下锈蚀 阳极区的阳极反应： Fe – 2e → Fe2+ 阴极区的阴极反应： 1/2 O2 + H2O + 2e → 2 OH- 随腐蚀进行，Fe2+与OH-形成Fe(OH)2,进一步与O2和H2O反应生成红褐色Fe(OH)3，沉淀于铁表面，即铁锈。 防锈剂的作用机理 1、防锈剂分子在金属表面形成吸附性保护膜； 2、防锈剂对水和酸等极性物质的增溶用； 3、防锈剂对水的置换性能和脱水性能。 防锈剂对金属表面的吸附 主要是基于静电性相互作用的物理吸附和伴随着形成化学键的化学吸附,以及进一步生成新相化合物的化学吸着. 防锈剂在油-空气界面也是定向吸附. 防锈剂吸附膜的结构 防锈剂从溶液移向金属表面吸附时,其吸附量随着溶度的增加而增加. 吸附分子在金属表面是垂直排列的. 可以是单分子和多分子吸附膜. 硬脂酸对铜表面的吸附(正十六烷溶液)35度 化学结构对吸附和防锈性的影响 取决于分子中极性基团和非极性基团的结构. 极性基团的影响: 防锈性强的极性基团:-SO3-,-COO- 中等防锈性的极性基团:-COOH, POOH 防锈性弱的极性基团:NH,-OH,-C=O,-COOR, -C=N 防锈剂的等温吸附曲线 * 杂质(阴极区) 钢 铁(阳极区) OH- OH- OH- O2 Fe2+ Fe2+ Fe2+ 水膜 浸渍时间,小时 分子量 正己烷洗涤 苯洗涤 1 3 20 平衡浓度% 铁粉上的吸附量 类型I 类型II 类型III 防锈性好 防锈性好 防锈性差 *
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