Коррозия

Тема: КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ 

1. Коррозия (от латинского «corrodere» разъедать) – самопроизвольный окислительно-восстановительный процесс разрушения металлов и сплавов вследствие взаимодействия с окружающей средой.

2. Виды коррозии: химическая и электрохимическая  

«Коррозия металлов» - «Школфильм» 1971г. 

I. Химическая – коррозия, обусловленная взаимодействием металлов с веществами, содержащимися в окружающей среде (газами или электролитами), при этом происходит окислительно-восстановительное разрушение металла без возникновения электрического тока в системе.

Газовая  - химическая коррозия, обусловленная взаимодействием металлов с газами.

Основной окислитель – кислород воздуха.

Процессы химической коррозии железа:

2Fe + O₂ = 2FeO

4Fe + 3O₂ = 2Fe₂O₃

3Fe + 3O₂ = FeO·Fe₂O₃ (смешанный оксид железа (II, III) )

4Fe + 3O₂ + 6H₂O = 4Fe(OH)₃ (на воздухе в присутствии влаги)

Fe(OH)₃ ^t °C→    H₂O + FeOOH (ржавчина)

3Fe + 4H₂O_(пар) = Fe₃O₄ + 4H₂

2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃

II. Электрохимическая – окислительно-восстановительное разрушение сплавов и металлов, содержащих примеси, с возникновением электрического тока в системе.

АНОД (более активный металл) – разрушается	КАТОД (менее активный металл или примесь неметалла, способного + ē) – восстанавливается среда
Ме0 – nē → Men+ (процесс окисления)	кислая среда: 2H+ + 2ē → H2 (процесс восстановления) влажный воздух: O2 + 2H2O + 4ē → 4OH- (процесс восстановления)

 Пример:

Электрохимическая коррозия железной детали с примесями меди во влажном воздухе.

А:  Fe⁰ - 2ē → Fe²⁺ (Окисление)

К:  O₂ + 2H₂O + 4ē → 4OH^- (процесс восстановления)

Итог: 2Fe + O₂ + 2H₂O  = 2Fe(OH)₂ (белая ржавчина)

4Fe(OH)₂ + 2H₂O + O₂  = 4Fe(OH)₃  (бурая ржавчина)

Fe(OH)₃ = FeOOH + H₂O

III. Защита от коррозии:

1). Металлические покрытия – анодное (покрытие более активным металлом Zn, Cr) – оцинкованное железо; катодное (покрытие менее активным металлом Ni, Sn, Ag, Au) – белая жесть (лужёное железо) – не защищает от разрушения в случае нарушения покрытия.

2). Неметаллические покрытия – органические (лаки, краски, пластмассы, резина - гумирование, битум);

неорганические (эмали).

3). Протекторная защита – присоединение пластины из более активного металла (Al, Zn, Mg) – защита морских судов.                     

4). Электрохимическая (катодная) защита – соединение защищаемого изделия с катодом внешнего источника тока, вследствие чего изделие становится катодом. Ток идёт в противоположном направлении.

5). Добавление ингибиторов ( в зависимости от природы металла – NaNO₂, Na₃PO₄, хромат и бихромат калия, ВМС органические соединения), адсорбируются на поверхности металла и переводят его в пассивное состояние.