電腐蝕是什麼?

東京都立產業技術研究所(本篇譯自日本世界2001年9月號)

　　金屬材料生銹時在外觀上或使用上都不是件好事。在生銹發生原因中有"電腐蝕"這句話，電腐蝕雖然是金屬材料的腐蝕現象之一，但對其腐蝕現象本身並不瞭解，在此對電腐蝕來加以解說。

腐蝕的種類

　　在金屬材料所發生的腐蝕形狀加以分類就如圖1。

圖一　腐蝕形態分類


例如鐵在鹽酸溶液中發生氫氣而溶解的腐蝕是全面腐蝕。另外在中性的食鹽水中放進鋁時，在局部可看出腐蝕生成物的堆積現象，這叫做局部腐蝕的孔腐蝕現象。像這樣金屬的腐蝕是金屬曝露的環境，依金屬材料的種類，其腐蝕的形態是各色各樣。

電腐蝕是什麼?

電腐蝕在腐蝕形態分類當中是屬於那一類，是屬於圖①之不同金屬接觸腐蝕。在食鹽水等電解質溶液中，例如把鐵和銅浸入同時以銅線連結時，鐵會溶解於電解質溶液中，在銅的表面會引起溶解於電解質溶液中氧的還元反應。圖2。此時因為銅線有電流，全體形成電瓶。形成這電瓶進行腐蝕的現象叫做電腐蝕。

圖2　依不同金屬構成電頻與腐蝕


某種金屬在單獨時幾乎不會發生腐蝕反應，但是和其他金屬接觸時會促進腐蝕的產生，這就是不同金屬接觸腐蝕的特徵。

　　現在將實際不同金屬接觸腐蝕的例子表示於圖3。在鐵與鋁接觸部分鋁受腐蝕的形態。鋁與鐵或銅等不同金屬接觸時，在接觸的近傍會進行顯著的腐蝕。


　　為防止不同金屬接觸腐蝕而採用的就是蓋屋頂的鍍鋅板。提鋅鍍於鐵板上，和鋁同樣鋅先腐蝕而防止鐵受腐蝕。

圖三　不同金屬接觸腐蝕樣子

那一種金屬會腐蝕?

　　把兩種金屬組合時，那一種金屬會腐蝕的問題，對此問題推測的方法如下，各種金屬有腐蝕電位列如表１。這腐蝕電位列是金屬浸於海水中時，表示對某基準電極的電位。

　　此表中的數值是順列排，此表在實際的金屬構造物的腐蝕防止上是極重要的情報。

　　例如前述把鋁與鐵接觸時鋁會腐蝕。在表中鋁的電位是約-0.75∼0.8V，鐵是約-0.6V，腐蝕電位低的金屬具會受腐蝕。因此將兩種金屬接觸時，在表中順列上面的金屬(電位低的金屬)受腐蝕，相反的順位下面的金屬有防腐蝕。並且一般所對象的兩種金屬的腐蝕電位差愈大時有腐蝕速度有愈快的傾向。


對影響不同金屬接觸腐蝕的其他要因：
　　實際依不同金屬接觸腐蝕的腐蝕速度，不只僅腐蝕電位列來決定，也受其他要因所影響，其要因可舉出：

1.兩種金屬接觸的電解質溶液的電氣傳導度。

2.兩種金屬的面積比。

　　圖4表示電解質溶液的電氣傳導度對碳鋼與不銹鋼接觸時接觸近傍腐蝕速度的影響。自圖中可知電氣傳導度低的溶液僅在接觸面近傍腐蝕速度快。一方面如海水電氣傳導度高的溶液中則自接觸面遠離處腐蝕速度大。


　　又對接觸的金屬的面積比例左右腐蝕速度很大之例子，可舉碳鋼使用不銹鋼製螺栓鎖而碳鋼表面油漆時例子。

　　在塗裝膜沒有傷痕至碳鋼表面時，碳鋼因依塗裝膜與外面遮斷故不會腐蝕，但是如果塗裝膜有傷到且碳鋼露出一部分時，由於與不銹鋼接觸而電流集中，就發生異常的局部腐蝕最後會發生破斷。此時需要以樹脂將碳鋼與不銹鋼塗裝絕緣處理。


對調查腐蝕原因

　　腐蝕的形態如圖1多種多樣，所以腐蝕原因不一定是電腐蝕。例如在不銹鋼廚房洗物台上長時間放置碟子就會在該處發生間隙腐蝕。要瞭解金屬腐蝕原因則取金屬腐蝕處的付著物來做元素分析可得重要的情報。金屬材料的使用狀況或使用環境等也很重要的。在調查腐蝕時儘可能收集多一些資訊加於總合的判斷。
　　在本所也在做腐蝕關連的電氣化學的解析。