31 Вопрос

Коррозия — это самопроизвольное разрушение металлов в результате химического или физико-химического взаимодействия с окружающей средой. 

1. Электрохимическая коррозия

Разрушение металла под воздействием возникающих в коррозионной среде гальванических элементов называют электрохимической коррозией. При электрохимической коррозии (наиболее частая форма коррозии) всегда требуется наличие электролита (Конденсат, дождевая вода и т. д.), с которым соприкасаются электроды — либо различные элементы структуры материала, либо два различных соприкасающихся материала с различающимися окислительно-восстановительными потенциалами. Если в воде растворены ионы солей, кислот, или т. п., электропроводность её повышается, и скорость процесса увеличивается.

При соприкосновении двух металлов с различными окислительно-восстановительными потенциалами и погружении их в раствор электролита, например, дождевой воды с растворенным углекислым газом CO2, образуется гальванический элемент, так называемый коррозионный элемент. Он представляет собой не что иное, как замкнутую гальваническую ячейку. В ней происходит медленное растворение металлического материала с более низким окислительно-восстановительным потенциалом; второй электрод в паре, как правило, не корродирует. Этот вид коррозии особо присущ металлам с высокими отрицательными потенциалами. Так, совсем небольшого количества примеси на поверхности металла с большим редокспотенциалом уже достаточно для возникновения коррозионного элемента. Особо подвержены риску места соприкосновения металлов с различными потенциалами, например, сварочные швы или заклёпки.

Если растворяющийся электрод коррозионно-стоек, процесс коррозии замедляется. На этом основана, например, защита железных изделий от коррозии путём оцинковки — цинк имеет более отрицательный потенциал, чем железо, поэтому в такой паре железо восстанавливается, а цинк должен корродировать. Однако в связи с образованием на поверхности цинка оксидной плёнки процесс коррозии сильно замедляется.

2. Химическая коррозия

Химическая коррозия — взаимодействие поверхности металла с коррозионно-активной средой, не сопровождающееся возникновением электрохимических процессов на границе фаз. В этом случае взаимодействия окисления металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают в одном акте. Например, образование окалины при взаимодействии материалов на основе железа при высокой температуре с кислородом.

Стоматологические конструкционные металлы и сплавы должны обладать повышенной коррозионной устойчивостью к ротовой жидкости и среде, возникающей в полости рта во время приема пищи. Коррозийные разрушения изменяют поверхность металла по-разному: равномерно, местно, межкристаллитно. Наименее опасная коррозия это равномерная, т.е. механическая прочность в этом случае изменяется незначительно, поверхность металла становится шероховатой, приобретает изрытый вид. Местная коррозия разрушает отдельные участки, появляются пятна, точечные поражения. Возникает она в неоднородной поверхности при включениях или внутренних напряжениях, приводит к резким изменениям механических свойств изделий. Межкристаллитная коррозия происходит по границам зерен-кристаллитов, агрессивная среда проникает в глубь металла. Внешний вид изделия не меняется, но изделие легко ломается. Этому виду коррозии особенно подвержены нержавеющие стали. Металлические зубные изделия находятся в полости рта в благоприятных для коррозии условиях. Коррозии благоприятствует ротовая жидкость как электролит, температурные условия и знакопеременные нагрузки, испытываемые металлическими зубными конструкциями. Из многочисленных сплавов для изготовления стоматологических протезов пригодными оказались золотые, серебряно-палладиевые, кобальтохромовые, нержавеющая сталь. Коррозийные разрушения возникают в результате химических и электрохимических процессов. В агрессивных средах, не проводящих электрического тока, например, газах, при высоких температурах обычно развивается химическая коррозия. Если образуется плотно прилегающая оксидная пленка, то она препятствует диффузии активных молекул газа (кислород воздуха) и скорость диффузии снижается. Оксидная пленка пассивирует поверхность металла. В ряде случаев металлы специально пассивируют – алюминий, железо, хром – азотной кислотой. Газовая коррозия наблюдается в зубопротезировании в основном при изготовлении и починке протезов. В условиях эксплуатации протезов может развиваться электрохимическая коррозия. При определенных условиях оба процесса могут протекать одновременно. Коррозию с позиции химии следует рассматривать или как окисление металлов и образование нерастворимых продуктов типа ржавчины, или как переход металла в раствор в виде ионов. Атомы металла частично диссоциированы, и в теле металла всегда имеются ионы и несвязанные электроны. При контакте металла с водой или раствором соли металла происходит переход ионов в раствор, что обуславливает нескомпенсированность электронов и отрицательный заряд металла, его потенциал. Потенциалы, измеренные по отношению к стандарту (водородному электроду), составляют стандартный ряд электрохимических потенциалов. Электродные потенциалы металлов в 3%-ном растворе поваренной соли по величинам близки к потенциалам в жидкости полости рта.