均匀腐蚀：金属表面局部电解腐蚀的分析与预测

（1）特点 首先是腐蚀的均匀性：其一是被腐蚀金属具有均匀的化学成分和显微组织的表面，同时腐蚀环境包围金属表面是均匀而且不受限制与障碍的，如质量保证的钢材在大气中遭锈蚀。因此，均匀腐蚀可在大气，液体以及土壤里产生，且常在正常条件下发生。

均匀腐蚀可是化学反应的产物，也包含有相距很近的微阳极和微阴极区域之间的电化学作用。因此，均匀腐蚀可认为是在整个金属表面上产生的局部电解腐蚀。

均匀腐蚀的表面形貌可能色泽微暗但仍较光滑（如银在空气中受腐蚀），也可能被耗蚀一大片金属而使表面稍有变粗（如钢的锈蚀）。其中，银表面变暗是产生一层薄而致密地附着于表面的保护膜，而钢在大气环境中反应产生疏松附着的、多孔的腐蚀产物层。

均匀腐蚀的腐蚀速率及预期使用寿命，可以用均匀腐蚀使金属总变薄量与相应时间内的变化规律测算而得。

（2）影响因素 主要是金属所处环境介质中腐蚀剂的浓度与温度。

1）腐蚀剂浓度的高低明显地影响金属的腐蚀速率，但不存在简单的函数增减关系：金属在不同腐蚀剂中腐蚀率规律不同，即使在同一腐蚀剂中在不同浓度时腐蚀率也会有相反的规律。如图8-2a所示，铁在盐酸中的腐蚀率随盐酸浓度增高而加剧，盐酸体积分数升达40%时为一极限值。铁在稀的无机酸中腐蚀的主要反应如下：

阴极

阳极

式中 M——金属；(www.xing528.com)

n——离子或电子数目。

而在图8-2b、c中，铁在硫酸和硝酸中的腐蚀率，由于达某一极限值（对硫酸体积分数达55%、对硝酸体积分数达35%）时金属表面上形成一层钝化膜（钝性氧化膜），便随酸体积分数的增加而降低。但是，这种钝化膜存在状态不是十分稳定的，并且，虽然随着酸体积分数的继续提高腐蚀率会降低，但是，即使酸体积分数增加到浓酸线（对硫酸体积分数达100%，对硝酸体积分数达70%），腐蚀率降到最低，也达0.025mm/y以上。

图8-2 酸体积分数在室温下对铁腐蚀速率的影响

a）铁在盐酸中 b）铁在硫酸中 c）铁在硝酸中

2）温度升高，金属的腐蚀速率增大，这是一般的规律。这里的温度应区别两种情况：腐蚀剂的整体温度与金属和腐蚀剂界面处的温度。通常界面温度比整体温度高得多，因此，前者相应的腐蚀速率也会大得多，这种现象称为热壁效应。例如，加热器蛇形管在溶液中以及界面处的腐蚀速率有可能相差好几倍。

温度升高，腐蚀速率约成指数规律增大。其中一个重要原因，就是金属表面上附着的某种防护膜在室温或某一温度域内是稳定的，而在高温时可突然破坏使腐蚀速率迅速增大。

例外情况：溶液温度升高而腐蚀速率反而降低也是有的。例如水溶液温度的升高，特别是达到沸点时，由于水中氧含量的减少，随着温度的升高，钢在水中的腐蚀速率有所降低。另外，适当地提高温度，使金属表面形成一薄层保护膜，或使表面钝化而降低腐蚀速率。