4.3不锈钢钝化膜的氯离子破坏对钝态有一定的反应力。换句话说,钝化膜的溶解和修复(再钝化)处于运动平衡状态。介质中含有活性负离子(通常是氯离子等)会破坏平衡,使溶解占主导地位。原因是氯离子优先在钝化膜上有选择地吸附,引伸氧原子,然后与钝化膜的正温相结合,形成可溶性氯化物,结果在新暴露的基板金属的特定点上形成一个小腐蚀坑(孔径多为20 ~ 30μ m),因为这些小腐蚀坑称为孔蚀核,也可以理解为腐蚀孔生成的活动中心。氯离子的存在作为不锈钢钝态的直接破环。图1显示了随着氯离子浓度的增加,金属钝化区减少。
不锈钢丝网、不锈钢筛网、不锈钢网、不锈钢丝过滤网、不锈钢滤网、不锈钢编织网 没有A-氯离子。B-低浓度氯离子;C-高浓度氯离子
图1对于表示钝化的金属,氯离子对阳极极化曲线的作用[2]
图1是电位和电流的关系曲线,用恒定电位法测量含有不同浓度氯离子溶液的不锈钢样品,表明阳极电位达到恒定值,电流密不锈钢丝网、不锈钢筛网、不锈钢网、不锈钢丝过滤网、不锈钢滤网、不锈钢编织网 度突然变小,开始形成稳定的钝化膜,其电阻相对较高,保持在特定电位区域(钝化区)。随着氯离子浓度的增加,临界电流密度增加,一次钝化电位也增加,钝化区范围缩小。对这个特性的解释是,在钝化电位区域内氯离子与氧化物竞争,进入薄膜,因此会出现晶格缺陷,从而降低氧化物的抵抗力。因此,在氯离子存在的环境中不容易发生或维持钝化。
剩馀的保护膜在局部钝化膜破损期间保持不变,因此实现并加强了点蚀的条件。根据电化学生成机理,活性不锈钢的电极电位比钝化状态的不锈钢高得多,电解质溶液满足电化学腐蚀的热力学条件,活化状态的不锈钢为阳极,钝化状态的不锈钢为阴极。腐蚀点只涉及金属的一小部分,其馀表面是较大的阴极区域。在电化学反应中,阴极反应和阳极反应以相同的速度进行,因此集中在阳极腐蚀点的腐蚀速度非常显着,具有明显的渗透效果,从而形成点腐蚀。
不锈钢丝网、不锈钢筛网、不锈钢网、不锈钢丝过滤网、不锈钢滤网、不锈钢编织网 4.4点腐蚀形成过程点蚀从亚稳态孔蚀刻运动开始。不锈钢表面的各种缺陷,如包含表面硫化物、晶界碳化物沉积、表面沟槽等,首先破坏钝化膜,暴露的基本金属上出现一个小的腐蚀孔(孔径多是20 ~ 30μ m),这就是亚稳态孔核,成为点腐蚀生成的活动中心。成核后也有很大一部分可能再次钝化,再钝化阻力小的话,核就不再生长了。受推进因素影响,腐蚀核持续扩大到一定的阈值大小(一般光圈大于30μm),金属表面会出现宏观可见的侵蚀孔,这一特定点是孔洞侵蚀的原因。孔形成后生长速度会加快,以不锈钢(包含膨胀的氯离子)的腐蚀过程为例,请参见图2。
图2不锈钢含膨胀氯离子的孔蚀过程[4]
不锈钢丝网、不锈钢筛网、不锈钢网、不锈钢丝过滤网、不锈钢滤网、不锈钢编织网 侵蚀孔内金属表面处于活动状态,电位较低。由于冲蚀孔外金属表面位于钝态中,电位为正数,因此孔内和孔外构成了活性3354 钝态微电动机腐蚀电池,电池比大阴极3354 小阳极的面积大,阳极电流密度高,因此孔深度非常快。孔外金属表面同时受阴极保护,并且可以继续保持钝态。孔内主要发生阳极溶解反应:
Fe → fe2e
Cr→Cr3 3e
Ni → ni2e [04e 29]中性或弱碱性条件下发生的主要反应:
1/2 O2 H2O 2e→2OH-