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隱藏在金屬表面的威脅：你知道什麼是點蝕腐蝕嗎？
在金屬表面隱藏著一種極具破壞性的腐蝕現象，稱為點蝕腐蝕。這種腐蝕形式是高度局部化的，會隨機產生小孔洞，對金屬結構造成嚴重損害。點蝕腐蝕的驅動力來自於小區域的失保護，這些區域成為陽極（氧化反應），而周圍大面積則成為陰極（還原反應），導致極局部的電化學腐蝕。隨著腐蝕進程的加深，金屬的內部將受到連鎖影響，威脅其整體穩定性。
點蝕腐蝕的發展過程可簡述為三個步驟：第一步是點蝕的初始化，第二步是亞穩態孔的增長，第三步是較大且穩定的孔的成長。
點蝕的形成可以視作一個兩步驟的過程：首先是核化，接著是增長。當金屬表面的防護層遭到破壞時，腐蝕便隨之展開。這種破壞可以是由於物理損壞或化學反應，其中氯離子和硫代硫酸根離子等帶有破壞性特質的陰離子會加速這一過程。
在液體環境中，隨著腐蝕的發展，陽極和陰極區域形成小型電化學電池，使得氧化和還原反應在不同位置進行。
當金屬浸泡在含有氯化鈉的氧化水溶液中時，便會出現這樣的現象。在這個過程中，金屬的氧化反應和氧的還原反應以不同的速率進行，導致在金屬的表面開啟了新的腐蝕區域。特別是在酸性條件下，腐蝕反應的速率會顯著上升。
更不可忽視的是，不同合金和環境的組合會對點蝕腐蝕的發生產生影響。鋼鐵等金屬在pH值低於10的環境中不會形成保護性氧化膜，一旦添加氯離子，則會導致整個表面均勻腐蝕；而在pH值大於10的環境中，則相對安全。
即使在低氧環境中，點蝕腐蝕仍然可以發生，許多還原性物質可能使得保護性氧化膜的溶解機會增加。
有趣的是，這種腐蝕不僅僅是氧化還原反應的結果。還有許多其他因素在影響著腐蝕的進一步發展，例如工業環境中的微生物活動和局部氧氣濃度的變化等。這些都可能導致腐蝕情況的變化，而預測這些變化又非常困難。
防止和管理點蝕腐蝕的策略涉及使用不同的腐蝕抑制劑，例如鉻酸鹽和亞硝酸鹽等。這些化學物質可以在金屬表面形成一層保護膜，以阻止進一步的腐蝕反應。
即使使用腐蝕抑制劑，若其濃度過低，也可能造成局部陽極形成，反而加劇腐蝕。
工程失敗的案例證明了點蝕腐蝕的潛在風險。例如，1992年墨西哥瓜達拉哈拉的意外爆炸就是因為鋼製汽油管道的點蝕導致的洩漏。對於許多基礎設施而言，像這樣的單一小孔可能造成巨大的損失，而這個風險卻往往不易被察覺。
舉例來說，火器的槍管在使用腐蝕性彈藥後未及時清理，十分容易出現点蝕，從而導致膛線變形，影響射擊的準確性。而在實驗室中，腐蝕引起的設備損壞也可能影響其性能和使用壽命，特別是在涉及有害氣體的通風系統中，腐蝕問題更需謹慎對待。
在結構和航天等高端技術領域，點蝕腐蝕的存在可能無形中影響系統的整體安全性。隨著對材料性能的認識逐步深入，如何有效預防和管理點蝕腐蝕成為新一個技術挑戰，那麼，對於這隱藏在金屬表面的威脅，我們該採取哪些更有效的對策呢？
