Cơ chế ăn mòn và phương pháp thử nghiệm ăn mòn

Cơ chế ăn mòn là gì?

Rỉ sét, một dạng ăn mòn xuất hiện trên các kim loại như sắt, là một loại ăn mòn. Khi vật liệu thép bị ăn mòn, vẻ ngoài sẽ xấu đi, làm giảm giá trị sản phẩm, vì vậy cần có các biện pháp bảo quản thích hợp. Tuy nhiên, có thể nhiều người không hiểu rõ nguyên nhân gây ra ăn mòn trên kim loại. Hãy cùng tìm hiểu nguyên nhân và cơ chế gây ra ăn mòn.

Ăn mòn là gì?

Ăn mòn là hiện tượng khi tác động của các yếu tố hóa học hoặc sinh học làm hư hại vẻ ngoài hoặc chức năng của vật liệu. Dù ăn mòn có thể xảy ra trên thực phẩm, nhưng ở đây chúng ta chỉ tập trung vào ăn mòn kim loại.

Ăn mòn kim loại là hiện tượng khi kim loại phản ứng với môi trường xung quanh, gây tan chảy hoặc mất dần một phần bề mặt. Hình thức ăn mòn phổ biến nhất là mất dần từ bề mặt một cách đều đặn, nhưng có nhiều loại ăn mòn khác nhau.

Hình ảnh đầu tiên xuất hiện khi nghĩ đến ăn mòn kim loại là rỉ sét. Kim loại bị rỉ không còn sử dụng được nữa, do đó cần có các biện pháp ngăn ngừa ăn mòn.

Cơ chế gây ra ăn mòn

Kim loại tạo thành một màng oxit trên bề mặt khi tiếp xúc với oxy trong không khí. Khi thêm vào các yếu tố như nước mưa, độ ẩm trong không khí, và các chất bẩn trên bề mặt kim loại, màng oxit này bị phá hủy, tạo điều kiện cho ăn mòn bắt đầu. Sau đó, ăn mòn tiếp tục lan rộng từ bề mặt vào sâu bên trong kim loại.

Có ba điều kiện cần thiết để ăn mòn kim loại tiến triển:

• Chất oxi hóa (như oxy trong không khí hoặc H+ trong nước)
• Kim loại bị ăn mòn
• Nước

Khi ba điều kiện này kết hợp với nhau, quá trình ăn mòn sẽ xảy ra.

Ngoài ra, có hai loại ăn mòn chính: ăn mòn đều và ăn mòn cục bộ.

Ăn mòn đều là hiện tượng khi toàn bộ bề mặt kim loại bị ăn mòn một cách đồng đều. Điều này xảy ra thường xuyên với các kim loại dễ bị ăn mòn như sắt khi tiếp xúc với axit, hoặc bạc bị đổi màu bề mặt.

Ăn mòn cục bộ khó phát hiện hơn vì xảy ra trên một phần nhỏ của bề mặt. Tuy nhiên, hầu hết các loại rỉ sét trên các bộ phận sản xuất thông thường đều là dạng ăn mòn cục bộ. Ví dụ, ăn mòn trong khe hở giữa các bộ phận là ăn mòn cục bộ, và nhiều khi không thể phát hiện cho đến khi bộ phận bị hư hỏng.

Ăn mòn khô và ăn mòn ướt

Ăn mòn là một phản ứng hóa học và tốc độ của nó bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ. Ví dụ, khi thép cacbon được đun nóng, sẽ xảy ra hiện tượng ăn mòn gọi là oxy hóa nhiệt độ cao, và tốc độ này tăng nhanh ở nhiệt độ trên vài trăm độ C.

Ngược lại, trong không khí khô ở nhiệt độ thường, thép cacbon không bị oxy hóa và không xảy ra ăn mòn. Điều này là do chưa đạt đến nhiệt độ cần thiết để phản ứng hóa học xảy ra.

Tuy nhiên, nếu thép được ngâm trong nước hoặc tiếp xúc với mưa, rỉ sét sẽ nhanh chóng xuất hiện và quá trình ăn mòn sẽ diễn ra. Đây gọi là ăn mòn ướt. Còn ăn mòn khô xảy ra khi không có nước và xảy ra ở nhiệt độ cao.

Nguồn: Monotaro