Sự Ăn mòn là gì?

Sự ăn mòn là phản ứng hóa học giữa kim loại và môi trường xung quanh dưới sự hình thành của các sản phẩm ăn mòn
Để sự ăn mòn hình thành và lan rộng ra, một “vùng ăn mòn” phải được hình thành.

Một vùng ăn mòn là một tình trạng trên bề mặt kim loại mà tại đó, phản ứng điện hóa xảy ra giữa 2 bề mặt kim loại.

Chúng bao gồm 4 yếu tố cơ bản

Cực dương 

Cực âm

Môi trường dẫn điện cho sự di chuyển của các ion (chất điện phân).

Nguồn dẫn điện giữa cực dương và cực âm để dòng điện tử chạy qua.

 
Điện cực (kim loại) trong một vùng ăn mòn

Yếu tố quyết định mỗi vùng ăn mòn là hiệu điện thế giữa cực âm và cực dương.

Trong hều hết các trường hợp, kết nối 2 điện cực tích điện khác nhau (khác vật liệu), ví dụ như pin, sẽ tạo ra dịch chuyển điện áp. Như chúng ta sẽ được thấy sau này, điện cực có thể là 2 pha kim loại khác nhau với cùng một loại hợp kim, hoặc tạp chất trong một hợp kim (gọi là ăn mòn đồng nhất).

Ngoài ra, một mảnh kim loại tiếp xúc với các môi trường khác nhau có thể đóng vai trò như hai điện cực khác nhau và cho hiệu ứng tương tự (ví dụ ăn mòn khe hở).
Nguồn dẫn 1: tiếp xúc điện trong một vùng ăn mòn

Chất dẫn điện đầu tiên trong một vùng ăn mòn được hình thành khi cực dương trong kim loại tiếp xúc với cực âm. Điều này có thể bắt đầu từ việc tiếp xúc trực tiếp giữa kim loại và kim loại hay qua một tác động bên ngoài, dây dẫn điện (dây, bu-lông, bàn đỡ, hệ thống treo hoặc tương tự). Sự tiếp xúc kim loại làm kích hoạt dịch chuyển điện tử (dòng điện), giữa cực dương và cực âm.

Nguồn dẫn 2: Chất điện phân trong vùng ăn mòn.

Trong hầu hết các trường hợp, sự ăn mòn diễn ra trong môi trường nước, hoặc ít nhất là có độ ẩm. Sự ăn mòn khô trong điều kiện nhiệt độ cao chỉ xảy ra trong một vài điều kiện đặc biệt, ví dụ trong máy móc và hệ thống xả. Do đó, cơ chế cơ bản của hầu hết sự ăn mòn là do quá trình điện hóa tự nhiên. Một điều kiện tiên quyết là sự có mặt của chất điện phân có ion trong đó, dùng để truyền dẫn dòng điện. Nồng độ ion càng cao thì quá trình kết nối tốt hơn, dẫn đến tốc độ ăn mòn nhanh hơn. Khi kim loại ngập trong một chất lỏng (ví dụ nước biển), tự thân chất lỏng mang vai trò chất điện phân.

Một phản ứng điện hóa có thể cũng diễn ra ngay bên trên những đường mực nước vì chất điện phân có thể  được hình thành bởi hơi ẩm trong không khí và dưới điều kiện cụ thể như độ ẩm cao, nhiệt độ môi trường thấp có thể dẫn đến việc hình thành những điểm sương và tạo nên sự ngưng tụ hoặc các giọt nước trên bề mặt. Nước có thể dễ dàng hấp thụ các tạp chất hoặc muối từ bề mặt thép hoặc là từ không khí, hòa trộn tạo thành chất điện dẫn.

 Oxy làm tăng sự ăn mòn trong các vùng ăn mòn

Những yếu tố được đề cập ở trên là yếu tố đủ để tạo ra sự ăn mòn, nhưng ở tỷ lệ rất thấp. Trong nhiều trường hợp, không khí có hòa lẫn chất điện phân.

Không khí sẽ làm tăng tốc độ ăn mòn vì oxy giúp (tăng tốc) phản ứng ở cực âm.

 Quá trình ăn mòn trên thép

Quá trình điện hóa xảy ra trong ăn mòn thép có thể được mô tả bằng công thức trong hình minh họa bên dưới. Sự có mặt đồng thời của nước và oxy là một điều kiện tiên quyết cho quá trình ăn mòn. Trong trường hợp không có, quá trình ăn mòn sẽ không diễn ra.