小孔腐蚀(点蚀)的发生条件和特征

具有自钝化特性的金属和合金,如不锈钢、铝、钛及其合金,在一定介质中(如含氯离子介质)常发生点蚀。金属发生点蚀时具有下列特征:

(1)点蚀的发生与临界电位有关,只有金属表面局部区域的电极电位达到并高于临界电位值时,才能发生点蚀,该电位称做“点蚀电位”或“击破电位”,用E 表示(图3.2)。这时阳极溶解电流显著增大,即钝化膜被破坏,发生点蚀。发生点蚀后,再将电位作逆向扫描,到达钝态电流密度所对应的电位E ,称为“再钝化电位”或“保护电位”。合金处于E 以下的电位区,金属钝化不会发生点蚀;合金处于E ~E 之间的电位区,已发生的蚀坑继续发展,但不产生新的蚀坑;合金处于大于E 的电位区,点蚀迅速发生。

图3.2 动电位法测量阳极极化环状曲线模型

点蚀的临界电位(E )反映发生点蚀的难易程度,是评价金属抗点蚀性能的重要参数。E 值越正,金属越难以发生点蚀,反之E 值越负,点蚀越易发生。此外,E 值越接近E ,说明钝化膜的自修复能力越强。

(2)点蚀发生于有特殊离子的介质中,即有氧化剂(如空气中的氧)和同时有活性阴离子存在的溶液中。活性阴离子,如卤素离子会破坏金属的钝性而引起点蚀,卤素离子对不锈钢引起点蚀敏感性的作用顺序为Cl – >Br – >I – 。这些特殊阴离子在合金表面的不均匀吸附导致膜的不均匀破坏,诱发点蚀。所以溶液中存在活性阴离子,是发生点蚀的必要条件。铁合金发生点蚀需最低Cl – 浓度,对于不同的金属材料,可以根据这个最低的Cl – 浓度来评定其耐点蚀性能。

(3)点蚀多发生在表面生成钝化膜的金属或合金(如不锈钢、铝及铝合金等)上或表面有阴极性镀层的金属(如镀Sn、Cd、Cu或Ni的碳钢表面)上。当这些金属或合金表面的钝化膜或镀层局部发生破坏时,未受破坏的区域和受到破坏已裸露基体金属的区域形成了“活化-钝化腐蚀电池”,钝化表面为阴极,且面积比破坏处的阳极活化区大得多,腐蚀向基体深处发展而形成蚀孔。

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