Итак, что же такое ржавчина (коррозия)?
В той или иной мере, на этот вопрос может ответить каждый из нас. В этом нет ничего удивительного, если вы и забыли этот материал из курса школьной программы, то окружающий мир предоставляет огромное количество наглядных примеров. Тем не менее, давайте обратимся к научному определению коррозии.
Корро́зия (от лат. corrosio — разъедание) — это самопроизвольное разрушение металлов в результате химического или физико-химического взаимодействия с окружающей средой. В общем случае это разрушение любого материала, будь то металл или керамика, дерево или полимер. Причиной коррозии служит термодинамическая неустойчивость конструкционных материалов к воздействию веществ, находящихся в контактирующей с ними среде.
Какая ОНА бывает?
Коррозионные процессы отличаются широким распространением и разнообразием условий и сред, в которых они протекают. Поэтому пока нет единой и всеобъемлющей классификации встречающихся случаев коррозии.
По типу агрессивных сред, в которых протекает процесс разрушения, коррозия может быть следующих видов:
- Газовая коррозия;
- Атмосферная коррозия;
- Коррозия в неэлектролитах;
- Коррозия в электролитах;
- Подземная коррозия;
- Биокоррозия;
- Коррозия блуждающим током.
По условиям протекания коррозионного процесса различаются следующие виды:
- Контактная коррозия;
- Щелевая коррозия;
- Коррозия при неполном погружении;
- Коррозия при полном погружении;
- Коррозия при переменном погружении;
- Коррозия при трении;
- Межкристаллитная коррозия
- Коррозия под напряжением.
По характеру разрушения:
- Сплошная коррозия, охватывающая всю поверхность;
- равномерная;избирательная.
- Локальная (местная) коррозия, охватывающая отдельные участки:
- пятнами;
- язвенная;
- точечная (или питтинг);
- сквозная;
- межкристаллитная.
Главная классификация производится по механизму протекания процесса. Различают два вида:
- химическую коррозию;
- электрохимическую коррозию.
Коррозия металла.
Образование гальванических пар с пользой применяют для создания батарей и аккумуляторов. С другой стороны, образование такой пары приводит к неблагоприятному процессу, жертвой которого становится целый ряд металлов — коррозии. Под коррозией понимают происходящее на поверхности электрохимическое или химическое разрушение металлического материала. Наиболее часто при коррозии металл окисляется с образованием ионов металла, которые при дальнейших превращениях дают различные продукты коррозии. Коррозия может быть вызвана как химическим, так и электрохимическим процессом. Соответственно, различают химическую и электрохимическую коррозию металлов.
Химическая коррозия.
Химическая коррозия — взаимодействие поверхности металла с (коррозионно-активной) средой, не сопровождающееся возникновением электрохимических процессов на границе фаз. В этом случае взаимодействия окисление металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают в одном акте. Например, образование окалины при взаимодействии материалов на основе железа при высокой температуре с кислородом:
4Fe + 3O2 → 2Fe2O3
Электрохимическая коррозия.
Разрушение металла под воздействием возникающих в коррозионной среде гальванических элементов называют электрохимической коррозией. При электрохимической коррозии (наиболее частая форма коррозии) всегда требуется наличие электролита (конденсат, дождевая вода и т. д.) как, например, при ржавлении железа во влажной атмосфере:
4Fe + 3O2 + 6H2O → 4FeO(OH)·H2O
Электроды образуют либо различные элементы структуры материала, либо два различных соприкасающихся материала. Если в воде растворены ионы солей, электропроводность ее повышается, и скорость процесса увеличивается. Особо сильно действуют хлорид-ионы (содержащиеся, например в морской воде или в воде, образовавшейся при таянии снега зимой, когда дороги посыпают солью), так как они катализируют процесс коррозии. С получающимися в процессе коррозии Fe3+-ионами ионы хлора образуют растворимые комплексы (FeCl4-), что способствует ускорению окисления металла.
При соприкосновении двух металлов с различными окислительно-восстановительными потенциалами и погружении их в раствор электролита, например, дождевой воды с растворенным углекислым газом CO2, образуется гальванический элемент, так называемый, коррозионный элемент. Он представляет собой ни что иное, как замкнутую гальваническую ячейку. В ней происходит медленное растворение металлического материала с отрицательным окислительно-восстановительным потенциалом. Этот вид коррозии особо присущ металлам с высокими отрицательными потенциалами. Так, совсем небольшого количества примеси на поверхности металла с большим редокспотенциалом уже достаточно для возникновения коррозионного элемента. Особо подвержены риску места соприкосновения металлов с различными потенциалами, например, сварочные швы или заклёпки.
Этого материала вполне достаточно, чтобы иметь представления каким образом происходит процесс коррозии. А значит и почему ржавеет кузов вашего автомобиля.