부식은 왜 일어나는가 (II)

부식은 왜 일어나는가(II)

목차 2. 부식 메카니즘 (1) micro부식과 macro부식 (2) 양극과 음극의 정의 (3) 부식 메카니즘 4. 스테인레스강의 부식 (1) 스테인레스강이란 (2) 예민화 (3) 염화물이온의 영향 1. 기본 이론 (1) 원자구조와 금속결합 (2) 결정립과 결정립계 3. 금속의 분류(내식성 기준) 5. 부식의 종류

1. 기본 이론 (1) 원자구조와 금속결합 • 최외각 전자 = 자유전자 • : 금속 내에서 어느 한 원자에 속하지 않고 자유롭게 이동하면서 회전

1. 기본 이론 (1) 원자구조와 금속결합 • 금속결합 : 자유전자가 이탈하여 +이온이 된 A금속이온과 주위의 전자구름(-극)과의 결합. • 역시 양이온이 된 B금속이온도 전자구름과 결합. • 이에 따라 A금속과 B금속이 결합. 이런 식으로 금속간에 결합이 이루어짐.

1. 기본 이론 (2) 결정립과 결정립계 • 금속: 원자들이 금속결합의 방법으로 생긴 원자 덩어리. • 결정(crystal) : 원자가 규칙적으로 배열되어 있는 상태 • 금속결정의 형성과정 용액상태의 금속 원자(분자) 결합, 분해 반복 싹(embryo)생성 싹과 원자(분자)와의 결합 핵(nucleus) 생성 결정립 다결정구조 냉각 결정립계

2. 부식 메카니즘 (1) micro부식과 macro부식 • micro부식 단일 금속 내에서의 부식 – ex) 균일부식(전면부식), 입계부식 등 : 불순물의 영향이나 결정립과 결정립계 사이의 전위차에 의한 부식 Fe Cu(불순물) Fe 전위: 특정 환경에서 그 금속이 가지는 자유에너지 (본래의 상태로 되돌아 가는데 필요한 에너지)

이온화 경향: M → Mn+ + ne-로 되는 경향 K, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, Cu, Hg, Ag, Pt, Au 大小 2. 부식 메카니즘 (1) micro부식과 macro부식 • macro부식 :단일금속 표면에서 일어나던 부식이 다른 금속과의 전기적 연결에 의해 Electrolyte (Seawater) Fe Al Fe → Fe2+ + 2e- Al → Al3+ + 3e- X 1/2O2 + H2O + 2e- → 2OH-

2. 부식 메카니즘 (2) 양극과 음극의 정의 • 전기 전도체의 종류 ⓐ 금속전도체(metallic conductor) ;전자의 이동에 의해서 전기를 전도하는 ‘전자전도체’ ex) 금속, 흑연, 탄화물, 질화물 등 ⓑ 전해전도체(electrolytic conductor) ;이온의 이동에 의해 전기를 전도하는 것으로 ‘이온전도체’ ex) 수용액, 염용액, 산용액 등 ⓒ 반도체(semi-conductor) ;이온 및 전자에 의해 전기를 전도하는 것 ex) 대부분의 금속산화물, 금속황화물 등

2. 부식 메카니즘 (2) 양극과 음극의 정의 전기적 의미 전자의 이동 전류의 이동 Electrolyte (Seawater) 음극 양극 Fe Al 양이온의 이동 양극 음극 전류의 이동 부식적 의미

2. 부식 메카니즘 (3) 부식 메카니즘 • 양극: 전자를 생산하는 반응 • *산화반응(Oxidation Reaction) • M --> Mn+ + ne- • 음극: 전자를 소비하는 반응 • *환원반응(Reduction Reaction) • 2H+ + 2e- --> H2 (산용액) • O2 + 4H+ + 4e- --> 2H2O (용존산소, 산용액) • O2 + 2H2O + 4e- --> 4(OH)- (일반 중성용액)

Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ 4. 스테인레스 강의 부식 염화물이온의 영향 H2O O2 O2 O2 O2 H2O O2 H2O H2O H2O O2 + 2H2O + 4e- → 4OH- Fe → Fe2+ + 2e- -극 부동태피막 +극 예)STS 304

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