Korozja elektrochemiczna
Korozja elektrochemiczna jest to proces niszczenia metali zachodzący na skutek przepływu prądu elektrycznego z jednej części materiału do drugiej, za pośrednictwem elektrolitu. Elektrolitem jest najczęściej znajdująca się na powierzchni metalu woda, zawierająca rozpuszczone gazy z otaczającego środowiska, sole i kwasy.
Metal, znajdujące się w nim zanieczyszczenia (wtrącenia) oraz elektrolit tworzą szereg lokalnych ogniw galwanicznych, w których metal jest anodą, a zanieczyszczenia katodą. Między tymi elektrodami przepływa prąd powodując przechodzenie metalu w stan jonowy. Na anodach lokalnych ogniw kationy metalu przechodzą do roztworu (rys. 3.8) i to właśnie zjawisko stanowi istotę procesu korozji elektrochemicznej.
Przyczyną korozji elektrochemicznej jest więc różnica potencjałów między dwoma miejscami na powierzchni metalu. Pojawia się ona pod wpływem różnorodnych czynników, z których jako najważniejsze należy wymienić: różnice stężeń składników stopowych, zanieczyszczenia znajdujące się w metalu, naprężenia wewnętrzne, powstawanie miejscowych warstewek tlenków oraz zanieczyszczenia powierzchni (kurz, cząsteczki błota itd.). Znaczne różnice potencjałów mogą powstawać na granicy stykających się ze sobą dwóch różnych metali.
Rozmaicie przebiega proces korozji elektrochemicznej w zależności od środowiska, w jakim występuje. W miejscach katodowych, zależnie od środowiska korozyjnego, mogą występować dwa różne procesy — wydzielanie gazowego wodoru lub absorpcja tlenu. Wydzielanie gazowego wodoru zachodzi w przypadku gdy elektrolit jest roztworem kwasu (rys. 3.8). Gdy elektrolitem jest wodny roztwór soli, korozji towarzyszy absorpcja tlenu. Jako przykład może posłużyć korozja żelaza pod wpływem wodnego roztworu soli kuchennej (rys. 3.9). Elektrony, „zwolnione" na anodzie, po przejściu do katody reagują z gazowym tlenem znajdującym się zawsze w wodzie oraz z wodą wg reakcji
W wyniku tej reakcji tworzą się jony wodorotlenowe. Ponieważ w roztworze znajdują się jony sodu i chloru, produktem katodowym jest wodorotlenek sodu, a produktem anodowym chlorek żelazawy. Obydwie te substancje (łatwo rozpuszczalne) przenikają w głąb elektrolitu i gdy ich cząsteczki spotykają się, wytrąca się wodorotlenek żelazawy, a po jego utlenieniu wodorotlenek żelazowy, znany jako żółta rdza. Jeżeli dostęp tlenu jest ograniczony, to produktem korozji może być magnetyt (Fe304). Ostatecznymi produktami takiego procesu są więc związki żelaza z tlenem.
Niektóre metale w pewnych warunkach tracą skłonność do ulegania korozji, natomiast w innych warunkach łatwo ulegają korozji. Przykładem może być żelazo rozpuszczające się łatwo w rozcieńczonym kwasie azotowym (poniżej 3%), a nie rozpuszczające się w tym kwasie o większym stężeniu (60-f-80°/o). Przyczyną tego zjawiska jest wytwarzanie się ochronnej warstewki tlenków, która powstaje wskutek utleniającego działania stężonego kwasu azotowego (lub innego).
Taki stan odporności metalu wywołany utlenianiem jego powierzchni nazywa się pasywnością, a sam metal — metalem pasywnym. Pasywność nie jest stanem trwałym. Utrzymuje się tylko wtedy, gdy trwała jest ochronna warstewka tlenków na powierzchni metalu. Pasywność metali można uzyskać przez wprowadzenie do nich pewnych pierwiastków. Na przykład zwykła stal węglowa — aktywna w normalnych warunkach — staje się pasywna, gdy wprowadzimy do niej takie pierwiastki, jak chrom, krzem lub molibden.