中园氏航大学 《航空材料与腐蚀防护》讲义 Civil Aviation University of China中国民航大学理学院材料化学教研室苏景新 别,比较有意义的是它们的阻力。不同的途径或机理,具有不同的阻力,在推动力相同的情 况下,沿阻力小的途径或机理发生,过程的速度就更快 简单地说,速度=推动力阻力 腐蚀作为一种自发过程,它的推动力是始终存在的 这是因为,从过程的结果来看,腐蚀是冶金的逆过程。冶金过程把矿物中以化合物形式 稳定存在的金属元素还原为金属单质,消耗的能量转化为金属元素化学势能的提高。而腐蚀 过程把金属单质(纯金属或合金)又转化为金属元素的化合物(腐蚀产物) 在金属的冶炼过程中消耗的能量,有一部分转化为金属单质的化学势能,为腐蚀过程提 供了推动力。 而除了某些热力学稳定的金属元素单质外,绝大多数金属材料都需要通过冶金过程,消 耗电能或化学能,从矿物中提炼而得到。所以只要存在冶金过程,且冶金过程中有能量转化 为金属单质的化学能,那么腐蚀过程的推动力就必然存在。不考虑速度的前提下,腐蚀必然 会发生 所以,耐蚀材料不是绝对不腐蚀,仅仅是在某些环境当中耐腐蚀一一具有在安全性和经 济性方面可以接受的,较慢的腐蚀速率而已 22腐蚀的机理 腐蚀过程经历怎样的途径,这个途径的阻力的大小,是机理研究主要关心的问题。 从腐蚀过程的结果来看,都存在金属失去电子,被氧化成离子的子过程(金属离子可以 以氧化物、氢氧化物、碳酸盐等形式存在)。相应地,必然要存在一个其他物质得到电子, 被还原的子过程。显然,这两个子过程是相关的,它们共同构成一个氧化还原反应。在这样 的反应中,金属作为还原剂被氧化,失去的当量电子被氧化剂得到,后者被还原。 正因为腐蚀过程的核心是氧化还原反应,所以今后我们也将腐蚀过程称作腐蚀反应 腐蚀反应按反应途径,具体地说,按还原剂(即金属)与氧化剂之间交换电子的方式来 分,有两种不同的机理一一化学腐蚀与电化学腐蚀 化学腐蚀 金属材料(作为还原剂)与环境中的活性物质(作为氧化剂)通过直接的电子交换,发 生氧化-还原反应,造成金属材料的损失和结构破坏,叫做化学腐蚀。 化学腐蚀的例子如金属在干燥气氛中与氧气反应生成金属的氧化物 二、电化学腐蚀 电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍 在潮湿的大气中,桥梁、钢轨及各种钢结构件的腐蚀:地下输油、气管道及电缆等土壤 腐蚀:海水中采油平台、船舰壳体腐蚀:以及化工生产设备,如贮槽、泵、冷凝器等遭受的 酸、碱、盐的腐蚀等,都属于电化学腐蚀《航空材料与腐蚀防护》讲义 中国民航大学理学院材料化学教研室 苏景新 别，比较有意义的是它们的阻力。不同的途径或机理，具有不同的阻力，在推动力相同的情 况下，沿阻力小的途径或机理发生，过程的速度就更快。 简单地说，速度=推动力/阻力。 腐蚀作为一种自发过程，它的推动力是始终存在的。 这是因为，从过程的结果来看，腐蚀是冶金的逆过程。冶金过程把矿物中以化合物形式 稳定存在的金属元素还原为金属单质，消耗的能量转化为金属元素化学势能的提高。而腐蚀 过程把金属单质（纯金属或合金）又转化为金属元素的化合物（腐蚀产物）。 在金属的冶炼过程中消耗的能量，有一部分转化为金属单质的化学势能，为腐蚀过程提 供了推动力。 而除了某些热力学稳定的金属元素单质外，绝大多数金属材料都需要通过冶金过程，消 耗电能或化学能，从矿物中提炼而得到。所以只要存在冶金过程，且冶金过程中有能量转化 为金属单质的化学能，那么腐蚀过程的推动力就必然存在。不考虑速度的前提下，腐蚀必然 会发生。 所以，耐蚀材料不是绝对不腐蚀，仅仅是在某些环境当中耐腐蚀——具有在安全性和经 济性方面可以接受的，较慢的腐蚀速率而已。 2.2 腐蚀的机理 腐蚀过程经历怎样的途径，这个途径的阻力的大小，是机理研究主要关心的问题。 从腐蚀过程的结果来看，都存在金属失去电子，被氧化成离子的子过程（金属离子可以 以氧化物、氢氧化物、碳酸盐等形式存在）。相应地，必然要存在一个其他物质得到电子， 被还原的子过程。显然，这两个子过程是相关的，它们共同构成一个氧化还原反应。在这样 的反应中，金属作为还原剂被氧化，失去的当量电子被氧化剂得到，后者被还原。 正因为腐蚀过程的核心是氧化还原反应，所以今后我们也将腐蚀过程称作腐蚀反应。 腐蚀反应按反应途径，具体地说，按还原剂（即金属）与氧化剂之间交换电子的方式来 分，有两种不同的机理——化学腐蚀与电化学腐蚀。 一、化学腐蚀 金属材料（作为还原剂）与环境中的活性物质（作为氧化剂）通过直接的电子交换，发 生氧化-还原反应，造成金属材料的损失和结构破坏，叫做化学腐蚀。 化学腐蚀的例子如金属在干燥气氛中与氧气反应生成金属的氧化物。 二、电化学腐蚀 电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍。 在潮湿的大气中，桥梁、钢轨及各种钢结构件的腐蚀；地下输油、气管道及电缆等土壤 腐蚀；海水中采油平台、船舰壳体腐蚀；以及化工生产设备，如贮槽、泵、冷凝器等遭受的 酸、碱、盐的腐蚀等，都属于电化学腐蚀