金属的腐蚀
    金属容易受外界环境或介质的化学或电化学作用引起变质或损坏，这种现象叫做金属腐蚀。如钢铁在潮湿空气中生锈，加加热锻造时产生的氧化皮，金属银失去光泽，地下金属管道遭受腐蚀而穿孔等。金属腐蚀遍及国民经济的各个部门，大量的金属物件和装备因腐蚀而报废。据统计全世界每年因腐蚀而损失的金属占总产量的10％以上。为此必须研究金属腐蚀以及保护的方法。

    化学腐蚀
    金属与干燥气体或电解质液体发生化学反应而造成损坏，称为化学腐蚀。
    化学腐蚀的特点是在反应过程中没有电流产生，全部作用直接在金属表面上发生。
    化学腐蚀受温度影响很大。大多数金属与空气接触后，会被氧化。在干燥空空气及低温的条件下，金属的氧化过程很快就进展至几乎停止状态，在较高温度下，大多数金属的氧化会加快。
    例如，钢材在常温和干燥的空气里并不易腐蚀，但在高温下就容易被氧化，生成一层氧化皮，从内到外依次是FeO、Fe₃O₄、Fe₂O₃。同时，毗邻的未氧化的钢层发生脱碳现象，形成脱碳层（图3－5）。

    钢铁表面由于脱碳致使钢铁表面硬度和内部强度降低，从而降低了工件的使用性能。
    化学腐蚀除氧化外，有的金属也能与空气中的氮作用生成氮化物层；而更常见的是与H₂S或其他含硫气体作用。
    电化学腐蚀
    当金属在潮湿空气中或与电解质溶液接触时，由电化学作用而引起的腐蚀称作电化学腐蚀。和化学腐蚀不同，电化学腐蚀是由于形成了原电池而产生的。例如钢铁在电解质溶液中的腐蚀、在大气及海水中的腐蚀都是电化学腐蚀。
    在腐蚀电池中，负极上进行氧化反应，负极常称作阳极；正极上进行还原反应，正极常称作阴极。
    在电化学腐蚀中，阴极反应主要有析出氢气和吸收氧气两类（图3－6和图3－7），因而分别称为析氢腐蚀和吸氧腐蚀。

 钢铁表面吸附水膜酸性较强时，发生析氢腐蚀，反应如下
    阳极（Fe）：              Fe = Fe²⁺+2e
                           Fe²⁺+2H₂O(l) = Fe(OH)₂+2H⁺
    阴极（杂质）：           2H⁺+2e = H₂

    电池反应：               Fe+2H₂O = Fe(OH)₂+H₂
    实际中钢铁电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀，反应如下
    阳极（Fe）：              Fe = Fe²⁺+2e
    阴极：             O₂+2H₂O+4e = 4OH^-
    总反应：         2Fe+O₂+2H₂O = 2Fe(OH)₂
    析氢腐蚀与吸氧腐蚀生成的Fe（OH）₂被氧所氧化，生成Fe（OH）₃，脱水生成Fe₂O₃铁锈。

金属的防护
    采用合金
    工业上选用金属材料时，使用最多的是耐蚀合金，如铁合金、铜合金、钛合金等。合金提高电极电势，减少阳极活性，从而使金属的稳定性大大提高。
    不锈钢是一种广泛应用的耐蚀合金材料，在大气中、水中或具有氧化性的酸中完全耐蚀，但在氧化物介质中易腐蚀。
    采用保护层
    在金属表面覆盖某种保护层，把金属和腐蚀介质分开，使金属不被腐蚀介质腐蚀。金属保护层是用耐蚀性较强的金属或合金把容易腐蚀的金属表面完全遮盖起来。覆盖方法有电镀、浸镀、化学镀、喷镀等，例如在铁上镀铬、镀锌和镀锡。
    无机保护层主要包括搪瓷保护层、硅酸盐水泥保护层和化学转化膜层。常见的化学转化膜有氧化膜和磷化膜。钢铁的氧化处理也称氧化发蓝（或发黑）。它是将钢铁制件在含有氧化剂的碱液中进行处理，使钢铁表面生成一层蓝黑色的致密的四氧化三铁（Fe₃O₄）薄膜，膜厚一般可达0．6－1．5μm。
    钢铁磷化是将钢铁零件放入含有锰、铁、锌的磷酸盐溶液中进行浸泡，使其表面获得一层深黑色难溶的磷酸盐膜。
    有机保护层是在金属表面涂敷油漆或塑料，在实际中应用广泛。

    缓蚀剂法

    缓蚀剂是指添加到腐蚀性介质中，能阻止金属腐蚀或降低腐蚀速度的物质。在腐蚀介质中加入少量缓蚀剂就能有效减缓腐蚀速度。缓蚀剂的种类很多，习惯上常根据缓蚀剂化学组成，把缓蚀剂分为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂两类。
    无机缓蚀剂的作用主要是在金属表面形成氧化膜或难溶物质。具有氧化性的物质如铬酸钾、重铬酸钾、硝酸钠、亚硝酸钠等作为缓蚀剂时，在溶液中能使钢铁钝化，在表面形成钝化膜（Fe₂O₃），使金属与介质隔开，从而减缓腐蚀。非氧化性物质，氢氧化钠、碳酸钠、硅酸钠、磷酸钠等，作为缓蚀剂时的缓蚀作用在于它们能与金属表面阳极部分溶解下来的金属离子结合成难溶产物，覆盖在金属表面上形成保护膜。
    无机缓蚀剂通常是在碱性或中性介质中使用。在酸性介质中，通常使用有机缓蚀剂，如萘胺、乌洛托品、琼脂、醛类等。有机缓蚀剂的缓蚀机理较复杂，一般认为缓蚀剂吸附在金属表面，增加了氢的过电位，阻碍了H⁺放电，减少了析氢腐蚀。例例如胺类能与H⁺作用生成正离子［RNH₃］⁺，这种正离子被带负电的金属表面吸附后，金属的析氢腐蚀就受到阻碍。
    阴极保护法
    阴极保护法就是将被保护的金属作为腐蚀电池的的阴极保护起来。常用的有牺牲阳极法和外加电流法。
    在牺牲阳极法中，把较活泼的金属或合金与被保护的金属连接，较活泼的金属或合金成为腐蚀电池的阳极而被腐蚀，从而使被保护金属免遭腐蚀。常用的牺牲阳极材料有铝、镁、锌和它们的合金。牺牲阳极的面积通常是被保护金属表面积的1％～5％，分散分布在被保护金属的表面上。
    在外加电流法中，被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极。外加直流电源的负极接被保护金属（阴极），另用一废钢铁作正极。在外接电源的作用下阴极受到保护。这种保护法广泛用于防止土壤、海水及河水中金属设备的腐蚀。

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