Language
Country/Area
No result found
隐藏在金属表面的威胁：你知道什么是点蚀腐蚀吗？
在金属表面隐藏着一种极具破坏性的腐蚀现象，称为点蚀腐蚀。这种腐蚀形式是高度局部化的，会随机产生小孔洞，对金属结构造成严重损害。点蚀腐蚀的驱动力来自于小区域的失保护，这些区域成为阳极（氧化反应），而周围大面积则成为阴极（还原反应），导致极局部的电化学腐蚀。随着腐蚀进程的加深，金属的内部将受到连锁影响，威胁其整体稳定性。
点蚀腐蚀的发展过程可简述为三个步骤：第一步是点蚀的初始化，第二步是亚稳态孔的增长，第三步是较大且稳定的孔的成长。
点蚀的形成可以视作一个两步骤的过程：首先是核化，接着是增长。当金属表面的防护层遭到破坏时，腐蚀便随之展开。这种破坏可以是由于物理损坏或化学反应，其中氯离子和硫代硫酸根离子等带有破坏性特质的阴离子会加速这一过程。
在液体环境中，随着腐蚀的发展，阳极和阴极区域形成小型电化学电池，使得氧化和还原反应在不同位置进行。
当金属浸泡在含有氯化钠的氧化水溶液中时，便会出现这样的现象。在这个过程中，金属的氧化反应和氧的还原反应以不同的速率进行，导致在金属的表面开启了新的腐蚀区域。特别是在酸性条件下，腐蚀反应的速率会显著上升。
更不可忽视的是，不同合金和环境的组合会对点蚀腐蚀的发生产生影响。钢铁等金属在pH值低于10的环境中不会形成保护性氧化膜，一旦添加氯离子，则会导致整个表面均匀腐蚀；而在pH值大于10的环境中，则相对安全。
即使在低氧环境中，点蚀腐蚀仍然可以发生，许多还原性物质可能使得保护性氧化膜的溶解机会增加。
有趣的是，这种腐蚀不仅仅是氧化还原反应的结果。还有许多其他因素在影响着腐蚀的进一步发展，例如工业环境中的微生物活动和局部氧气浓度的变化等。这些都可能导致腐蚀情况的变化，而预测这些变化又非常困难。
防止和管理点蚀腐蚀的策略涉及使用不同的腐蚀抑制剂，例如铬酸盐和亚硝酸盐等。这些化学物质可以在金属表面形成一层保护膜，以阻止进一步的腐蚀反应。
即使使用腐蚀抑制剂，若其浓度过低，也可能造成局部阳极形成，反而加剧腐蚀。
工程失败的案例证明了点蚀腐蚀的潜在风险。例如，1992年墨西哥瓜达拉哈拉的意外爆炸就是因为钢制汽油管道的点蚀导致的泄漏。对于许多基础设施而言，像这样的单一小孔可能造成巨大的损失，而这个风险却往往不易被察觉。
举例来说，火器的枪管在使用腐蚀性弹药后未及时清理，十分容易出现点蚀，从而导致膛线变形，影响射击的准确性。而在实验室中，腐蚀引起的设备损坏也可能影响其性能和使用寿命，特别是在涉及有害气体的通风系统中，腐蚀问题更需谨慎对待。
在结构和航天等高端技术领域，点蚀腐蚀的存在可能无形中影响系统的整体安全性。随着对材料性能的认识逐步深入，如何有效预防和管理点蚀腐蚀成为新一个技术挑战，那么，对于这隐藏在金属表面的威胁，我们该采取哪些更有效的对策呢？
