鍍鋅鋼鐵大氣腐蝕的過程

文章來源：http://www.conradgargett.com 發(fā)布時(shí)間：2022-03-04 11:13:02 瀏覽次數(shù)：83

    暴露于大氣中的鍍鋅鋼鐵，除在特殊的環(huán)境和狀態(tài)下，其表面都會存在著由水蒸氣所凝結(jié)或者是由于吸附或者由于吸附凝聚、化學(xué)凝聚、毛細(xì)凝聚等作用下形成的薄水膜，從而使鍍鋅鋼鐵表面存在著液相的水(或水溶液)。

    在鍍鋅鋼鐵表面，由于成分的編析、雜質(zhì)的存在、位錯(cuò)的形成等多種原因，表面的一些原子處于自由能較高的活化狀態(tài)或半自由狀態(tài)。當(dāng)鍍鋅鋼鐵的表面與水溶液接觸時(shí)，像雙電層理論，描違的那樣，在鍍鋅鋼鐵與水溶液的界面形成雙電層、并產(chǎn)生電位部度(此電位也稱作電極位)。對于鐵來講，由于Fe+進(jìn)人溶波的數(shù)量多于Fe+回到固相金屬表面的數(shù)量、在金額表面積聚了帶負(fù)電的電子，而呈現(xiàn)了負(fù)電性。

    對于電極電位為負(fù)值的快來講，金屬離子進(jìn)人溶液越多，則電子電荷使電極電位變得越負(fù)(這披稱作投化現(xiàn)象)。這對于離子進(jìn)人溶液起著阻礙作用。這時(shí)，如果有獲得電子并住鐵的電極電位向正的方向變化的物質(zhì)存在。則鐵的溶解繼續(xù)進(jìn)行。

    在潮濕的大氣中，鍍鋅鋼鐵表面存在的水溶解有氧氣，而且還可以很容易從空氣中不斷地掃到補(bǔ)充，溶解于水中的氯獲得電子，使鐵的負(fù)的極性向正的方向移動(去極化作理)、使鐵的溶解易于進(jìn)行。金屬表面的組織缺陷、雜質(zhì)、灰塵以及水膜厚薄不勻所引起的氧的濃差等，則是形成陰極而構(gòu)成腐蝕電池的因素。

    現(xiàn)代物理化學(xué)分析結(jié)果表明，鍍鋅鋼鐵在大氣中生成的銹層，主要是由r羥基氧化鐵(r-FeOOH)和a羥基氧化鐵(a-FeOOH)以及四氧化三鐵(FeO)所構(gòu)成。

    在鍍鋅鋼鐵表面生成的銹層中，不僅羥基氧化鐵比較疏松，容易溶解，而且銹層中的 Fe2+還會進(jìn)一步氧化。所以生成的銹層難以保護(hù)鍍鋅鋼鐵表面不繼續(xù)腐蝕或減緩其腐蝕速度如果考慮到空氣由于污染而含有二氧化硫等物質(zhì)，鍍鋅鋼鐵的大氣腐蝕將變得復(fù)雜和更加產(chǎn)重。例如，對鍍鋅鋼鐵表面銹層的研究表明，當(dāng)空氣中含有二氧化硫氣體時(shí)，將在銹層的底部生成白色結(jié)晶。它們降低銹層的防護(hù)能力，對鋼鐵的庭蝕起促進(jìn)作用并會引起點(diǎn)蝕。