부식이란 무엇입니까?

부식이 무엇인지, 부식의 종류는 무엇인지 설명합니다. 예와 이를 피하는 방법. 또한 부식과 산화의 관계.


금속 산업은 부식을 극복하려고 노력하지만 항상 성공하는 것은 아닙니다.

부식이란 무엇입니까?

부식은 환경으로부터 전기화학 반응 , 즉 산화 환원 의 결과로 특정 재료가 분해되는 과정 입니다 .

이는 특히 (전적으로는 아니지만) 금속에 영향을 미치는 자연스럽고 자발적인 현상입니다 . 반응 속도는 반응이 일어나는 온도 와 관련된 원소 의 특성 , 특히 염도에 따라 달라집니다.

부식은 일반적으로 부식된 요소, 환경 , 일반적으로 물이라는 세 가지 요소가 개입하는 화학적 과정입니다 . 그러나 직접 접촉하는 재료를 부식시킬 수 있는 부식성 물질도 있습니다.

금속 산업에서는 부식을 제품 , 특히 환경에 노출된 건축 또는 건설 부품에서 극복해야 할 중요한 적으로 연구합니다. 실제로 전 세계적으로 약 5톤의 강철이 부식으로 인해 몇 초마다 손실되는 것으로 추산됩니다.

참조: 화학 현상

부식의 종류

광범위하게 말하면, 관련된 재료 및 반응의 유형에 따라 화학적 부식과 전기화학적 부식의 두 가지 유형이 있습니다.

  • 화학적 부식. 이는 물질이 부식성 액체 나 가스 에서 액체를 완전히 용해하거나 포화시킬 때까지 반응할 때 발생합니다. 이는 다양한 방식으로 발생할 수 있습니다.
    • 액체 금속 공격. 고체 금속과 다른 액체 금속이 접촉하여 첫 번째가 두 번째에 의해 약점이 부식될 때 발생합니다.
    • 선택적 침출. 금속 합금 에 선택적 부식이 있을 때 발생합니다 .
    • 화학적 공격. 이는 일반적으로 부식에 강한 것으로 간주되는 폴리머를 용해할 수 있는 것과 같은 강력한 용매 에 의한 공격적인 화학 반응으로 발생합니다 .
  • 전기화학적 부식. 이는 일반적으로 금속의 원자가 전자를 잃고 이온이 될 때 발생합니다 . 이는 다양한 방식으로 발생할 수 있습니다.
    • 미생물학적 부식. 박테리아 , 조류, 곰팡이 등 물질의 화학적 성질을 변화시킬 수 있는 미세한 생명체에 의해 발생하는 경우 .
    • 갈바니 부식. 이는 가장 강렬하며 서로 다른 금속이 서로 상호 작용할 때 발생하며, 하나는 양극으로, 다른 하나는 음극으로 작용하여 갈바니 전지라고 알려진 것을 형성합니다.
    • 표면 통기로 인한 부식. 에반스 효과(Evans Effect)로 알려진 이 현상은 습하고 더러운 장소의 평평한 표면에서 발생하며, 이는 음전하를 띤 환경을 조성합니다.

일상생활 속 부식의 예


자유의 여신상의 녹색은 부식의 영향인 산화구리 때문입니다.
일상생활에서 발생하는 부식의 몇 가지 예는 다음과 같습니다.

  • 수도관의 부식. 이는 특히 금속성 물질에서 발생하며, 시간이 지남에 따라 부서지고 소량의 녹으로 물을 오염시켜 검은색 또는 갈색 을 띠는 경향이 있습니다 .
  • 물에 노출된 금속의 녹. 자동세탁기 본체나 해변에 방치된 자동차의 문 등에서 발생하는데, 염분 환경이 산화반응을 촉진해 균열이 발생하고 곧 전형적인 갈색 녹 얼룩이 나타난다.
  • 자유의 여신상의 색상입니다. 원래 톤은 녹색을 띠어야 하는 것이 아니라 구리를 사용하는 재료일 필요가 있습니다. 물에 둘러싸여 있으면 공기 중의 습기가 물을 산화시키고 부식 생성물인 녹색 먼지(산화구리)로 덮입니다.
  • 캔 부식. 식품 저장실에 너무 오랫동안 방치된 캔은 일부 지역 에서 갈색 반점을 보이기 시작합니다 . 이는 공기 부식이 캔에 영향을 미치기 시작했다는 확실한 신호입니다.

부식을 방지하는 방법은 무엇입니까?

부식 방지는 금속 산업의 일부로서 다음과 같이 금속이 분해되는 과정을 피하거나 늦추는 다양한 메커니즘을 갖추고 있습니다.

  • 코팅. 예를 들어 많은 금속은 환경 부식을 방지하거나 최소화하기 위해 폴리머 또는 플라스틱 으로 코팅되어 이러한 유형의 반응에 더 강한 물질로 금속을 환경으로부터 격리합니다.
  • 합금 . 아연 합금강에서 발생하는 것처럼 다양한 금속 조합으로 인해 부식에 대한 저항성이 더 커집니다.
  • 부식 억제제. 이들은 특정 재료의 자연적인 부식 과정을 늦추거나 방지하는 특성을 가진 화학 물질 이므로 필름에 담그면 저항력이 높아집니다.
  • 재료 선택. 가장 간단한 해결책은 환경에 노출시킬 재료와 그렇지 않은 재료, 요소나 물의 작용에 노출된 작업에 사용할 재료를 신중하게 선택하는 것입니다.

부식 및 산화

흔히 그런 식으로 불리지는 않지만 산화는 부식 반응입니다 . 왜냐하면 모든 산화 작용에서 전기화학적 부식으로 분류될 수 있는 전자 교환이 발생하기 때문입니다.

이 때문에 옥외에 방치되거나 물 속에 잠겨 있는 금속은 공기나 물 중의 산소와 반응해 표면에 산화물층을 형성해 부식되어 화학 반응이 지속되지 못하게 된다.

그러나 이 산화물 층은 기계적으로 제거되고 금속의 더 깊은 층이 다시 산소에 노출되어 재료가 완전히 파괴됩니다. 이 과정은 염분 환경에서 특히 빠릅니다. 왜냐하면 염화나트륨이 반응의 촉매 역할을 하여 반응 속도를 높이기 때문입니다.

더 보기: 산화