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四、钢铁的腐蚀机理:
钢铁的腐蚀是由于其化学和电化学反应,由表及里,使钢铁受到破坏,丧失其原有 性能的结果,钢铁存在着一种内在的自发倾向,即由金属向其更稳定的自然状态转化, 就是钢铁的自然腐蚀的趋势。 在自然界中, 由于腐蚀介质不同, 钢铁的腐蚀有各种各样, 可以分为:大气腐蚀、水及海水腐蚀、土壤腐蚀及化学介质腐蚀。 钢铁由铁素体和微量渗碳体组成,在含有电解质的水中时,将发生如下电化学反应: 阳极反应:Fe → Fe2+ + 2e 阴极反应:2H+ + 2e → H2↑ 或 在溶液中: Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2 在水与氧作用下,Fe(OH)2 生成水合氧化铁,即铁锈。 2 Fe(OH)2+ H2O +
1 O2 → Fe2O3·x H2O 2H2O + O2 + 4e → 4OH-
在电化学反应中,被腐蚀的是阳极。 1、铁锈的组成: 从化学成分上看,铁锈从里到外是由:FeO﹒nH2O;Fe2O3﹒nH2O;Fe3O4﹒nH2O 三层组 成, 铁锈也可视作铁在氧化还原成原始矿石的过程, 因此和天然铁矿石一样是由不同晶 形(α 、β 、γ 、δ )的 FeOOH、Fe3O4 和一些非晶形物质组成,从结构上看,锈层是一 个疏松多孔的含水固体,从组成上看,是较稳定的铁化合物如 Fe3O4、 、Fe2O3、α -FeOOH 及较活泼的铁化合物如γ -FeOOH、Fe(OH)2、 、Fe(OH)3、的混合体,新生锈主要是γ -FeOOH,老锈主要是 Fe3O4。 钢铁的腐蚀过程为: O2 →(重排) α —FeOOH Fe3O4、 Fe → FeO→ Fe(OH)2 → Fe(OH)3→γ -FeOOH
→(Fe(OH)2) Fe2O3
→(脱水)
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