化学反応:
* 酸化: これは、水分または電解質の存在下で金属が酸素と反応する最も一般的な腐食の形態です。この反応は金属酸化物を形成します。金属酸化物はしばしば脆く、剥がれ、金属を弱める可能性があります。鉄の錆が代表的な例です。
* 酸攻撃: 酸は、特に強いまたは濃縮されている場合、金属を容易に攻撃できます。これは、酸性雨、産業汚染物質、さらには酸性食品にさらされるために発生する可能性があります。
* アルカリ腐食: あまり一般的ではありませんが、強いアルカリは特定の金属を腐食させる可能性もあります。たとえば、コンクリートにはアルカリが含まれており、一部の鋼でストレス腐食亀裂を引き起こす可能性があります。
電気化学腐食:
* ガルバニック腐食: これは、2つの異なる金属が互いに接触している場合に発生し、電解質(塩水など)が発生します。よりアクティブな金属はアノードと腐食として機能しますが、あまりアクティブな金属がカソードとして機能し、保護されています。
* 隙間腐食: このタイプの腐食は、酸素が制限されている狭いスペースまたは隙間で発生します。隙間の金属はアノードとして機能し、腐食しますが、隙間の外側の金属はカソードとして機能します。
* ピッティング腐食: これは、金属表面に小さな穴やピットを作成する局所的な腐食の形式です。多くの場合、溶解した塩の高濃度がある停滞環境で発生します。
環境要因:
* 湿気: ほとんどの形態の腐食には水が不可欠です。それは電解質として機能し、イオンが電気化学反応を動かして促進できるようにします。
* 温度: 高温は、化学反応の速度を高めるため、腐食速度を促進する可能性があります。
* 汚染物質: 二酸化硫黄や窒素酸化物などの産業汚染物質は、酸性環境を作成することで腐食に寄与する可能性があります。
* 塩: 溶存塩が電解質として作用するため、塩水は非常に腐食性があります。これが、海洋環境が金属で特に厳しい理由です。
その他の要因:
* ストレス: 機械的ストレスは、材料を弱める可能性のある高いひずみの領域を作成するため、金属が腐食の影響を受けやすくなる可能性があります。
* 微生物: 一部の細菌と真菌は、腐食性副産物を生成することにより腐食を促進できます。
例:
* 鉄の錆び: 鉄は酸素と水分と反応して酸化鉄(錆)を形成します。
* アルミニウム腐食: アルミニウムは、さらなる腐食に抵抗する保護酸化物層を形成します。ただし、酸性環境では、この層が分解し、アルミニウムが腐食する可能性があります。
* 銅の変色: 銅は空気中の酸素と硫黄と反応して、腐食の一種である緑の緑青を形成します。
腐食の防止:
* 保護コーティング: 塗料、コーティング、またはメッキを塗ると、金属と環境の間に障壁が生じる可能性があります。
* カソード保護: 犠牲的なアノードまたは印象的な電流を使用して、陰極環境を作成し、金属を保護します。
* 材料選択: ステンレス鋼やチタンなどの耐食性材料の選択。
* 環境制御: 水分、汚染物質、およびその他の腐食性物質の存在を減らす。
腐食の原因を理解することは、それを防ぎ、金属構造と成分の寿命を確保するために重要です。