2020/07/22 • 没有评论

电化学腐蚀其实比化学腐蚀影响还严重，谈金属腐蚀(3)

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分析金属材料发生腐蚀的基本原因，主要可以区分为「化学腐蚀」与「电化学腐蚀」两大类，前面的篇幅已经说明过「化学腐蚀」，本文将针对「电化学腐蚀」来做说明。在「化学腐蚀」与「电化学腐蚀」这两类的腐蚀中，又以电化学腐蚀较为重要，也较容易被忽视。

电化学腐蚀

「电化学腐蚀」通常是指两种异质金属或相同金属却足以构成电位差的两极，在一种电解质(electrolyte)将两极相连的环境中，形成阳极金属持续失去金属离子而被腐蚀的现象，这与电池效应及电镀原理是一致的。

註：电解液或电解质是指水溶液或熔融状态下可以产生自由离子而导电的化合物。通常指在溶液中可导电的物质，但熔融态及固态下可导电的电解质也存在。

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电化学腐蚀是最重要的腐蚀因素，因为大多数金属腐蚀的起因都可以说是一种电化学反应。这里所说的电化学反应是指在相同或不同金属物体中，由于各种因素使得某些部分产生了局部的「阳极反应(Anode reaction)」，让金属失去一个或多个电子，变成金属阳离子，亦即发生阳极氧化作用；于此同时，在另一地点则产生「阴极反应(Cathodic reaction)」，获得多出来的电子，使得阴极形成还原作用(等价交换，能量不灭啊！)，而构成一个电池效应。这种电池效应会使得阳极金属造成消融的腐蚀，就称之为电化学腐蚀(Electrochemical corrosion)。

电化学腐蚀反应其实与电镀(electroplating)的作用原理类似，也就是阳极会失去金属(可以视为腐蚀现象)，而理论上阴极则会获得金属覆盖其表面(可以视之为电镀现象)，只是腐蚀现象发生时，阴极反应通常不会伴随电镀效应，因为其还原的大多生成为气体汽化掉、液体滴落掉或固体直接掉落。

电化学反应的观点，可以说是腐蚀现象里最重要的部分。而且大部分的腐蚀现象都可以发现这样的反应；在电化学反应里，它将失去电子的一方称之为阳极(Anode)，而获得电子的一方称之为阴极(Cathode)，当两极之间具有一低阻抗的导电通路时，阳极金属就会发生腐蚀。

两种不同金属间就非常容易发生这种现象，这其中一种金属会较容易失去电子(阳极)，而另一种金属则会较容易获得电子(阴极)，透过适当的通路，其结果将使得阳极金属陆续解离形成金属离子。这些金属离子若不是被周遭的电解质吸收，就是与非金属离子结合形成一层表面的沉积层，因此阳极金属会逐渐失去(被腐蚀)，反之，阴极金属则会受到保护。

由此可知，电池效应发生的情况必须是，材料发生氧化电位(或还原电位)不同的两极，并且有适当介质的条件下，还要由于环境产生了足以形成电解池的条件下才足以发生。例如，两种不相似的金属搭接在一起或金属表面间有潮湿的空气等。

相同的金属间只要有电位差与通路同时发生也可以产生电化学腐蚀

电化学腐蚀发生的原因，既然是因为电位的不同而且可以产生电池效应所导致，当然在相同金属间也可以发生电池效应。例如，同一金属构件表面有局部变异而形成两极，或是搭接物体的夹缝内藏有盐类或尘垢等。