金属腐蚀是由金属在离子化倾向的水溶液中成为离子的难易度决定的。金属的离子化倾向以标准电极电位表示。标准电极电位是以氢离子(H)为基准,离子化倾向强的金属易于溶解,即易于腐蚀,其标准电极电位取负值,称为“普通金属”。而离子化倾向低的金属难于溶解,即耐腐蚀,其标准电极电位取为正值,称为“耐腐蚀金属”。金属电离成为离子,在其表面就会进行电化学反应。
以铁为例,铁与附着在其表面上的水(H2O)和氧(O2)进行反应,则生成氢氧化铁[Fe(OH)2],进一步反应成为Fe(OH)3,这就是显而易见的红色铁锈。
铁(Fe)从金属原子结晶晶格中脱离而成为铁离子(Fe+)。在溶液中进行移动反应(阳极氧化反应),同时在溶液中溶解的氧接受了游离的电子(e-)成为氢氧化物的离子(阴极还原反应),反应用下式表示:
酸性溶液中,氢离子(H+)因为浓度高(pH值低),接受游离的电子(e-),反应生成氢(H2)。
这种阳极反应和阴极反应相组合进行的腐蚀机理,如图所示。
金属腐蚀的评级标准: