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腐蚀的概念及原理

《电力电缆工程(原书第三版)》第22章“同心中性线的腐蚀”一章中介绍了腐蚀的概念及原理,如下:在自然界,金属一般以硫化物或氧化物的形式存在,而不是纯金属状态。在我们将其提炼成近乎纯金属后,大自然便会把这些纯金属逐渐变回初始状态。这一过程称为腐蚀。100年前,一篇有趣的文章写道:“事实上限制金属寿命的唯一因素是氧化作用,它包括所有导致金属腐蚀、侵蚀或生锈的化学过程。在这一过程中,金属总是经历着变化,或许会变成溶液的状态,但尚无证据表明它会变成水溶液,除非它以离子形式存在。我们不得不考虑金属与周围物体间电位差产生的影响。整个腐蚀问题可以归结为电动势和回路电阻作用。”腐蚀可定义为金属与环境产生化学或电化学反应造成的破坏。基本反应包括电子的迁移,即在潮湿或含水环境中,一些正离子失去其电荷。这些正电荷从金属构件获得,金属表面一部分变成溶液,因而产生腐蚀。整个过程可分成阳极反应(氧化)和阴极反应(还原)两类。阳极反应表现为通过金属腐蚀获取电荷;阴极反应表现为氢离子释放产生电荷损失。阳极和阴极间的电流流动可由局部电池效应产生,电流既可以在单金属表面,也可在不同金属之间。腐蚀的基本原理总是近乎相同,即在某种金属表面的一定区域之间,通过传导电流的溶液,存在着一定大小的电流。这种电化学行为使金属(阳极)释放其离子进入溶液中,产生金属消耗。这就是腐蚀过程的关键环节。腐蚀的首要基本要求是存在电解液和两个电极(阳极和阴极)。这两个电极可以是两种不同的金属,或者是一个金属件的不同区域。在任何情况下,两个电极间必须存在一定的电势差,使电流能够产生并流动。需要有导线或类似的通路,使电子的流动成为可能,即负极性带电粒子沿着导线从负极流向正极。参考文献:[1] (美)WilliamA.Thue等着;孙建生,徐晓峰等译. 电力电缆工程(原书第三版).北京:机械工业出版社,2014.

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