Corrosion   부식, 녹슴

1. 부식 (腐蝕, Corrosion) 

  ㅇ 금속,세라믹이 환경(화학 반응)에 의한 기능성 저하
     - 주로, 금속(특히,강 및 주철)이 산화 과정에 의해, 
        . 화학적으로 표면부터 깍여나가며, 
        . 침식(浸蝕,Erosion)되어가는 과정

     - 한편, 기능 저하가 아닌 물리적 손상은, 마모,크리프 등으로 표현됨

  ㅇ 화학적으로, 부식은, 
     - 금속이 산소와 결합하여, 본래의 안정 상태의 화합물로 되돌아가는 경향

     - 즉, 산화물,황화물,탄산염,규산염 등의 자연 화합물로 바뀌는 자발적 과정으로 볼 수 있음
        . 금 등 일부를 제외한 대부분의 금속이,
        . 공기와 접촉시 산화가 되며 이온으로 용해되어 자연 화합물(광물)로 되돌아감

     * [참고] 전이 금속에서, 표면 산화의 특성별 구분 (부식 발생 형태)
        . 불활성 산화 피막 형성 (부동태 금속)  :  크롬,티타늄,알루미늄 등
           .. 표면에 매우 밀착되고 안정적인 산화 피막을 형성하여, 추가 산화를 억제
        . 다공성 산화층을 형성하여 보호 효과 낮음  :  니켈,코발트 등
        . 고온에서만 안정한 산화층 형성  :  몰리브덴, 텅스텐 등
        . 산화층이 쉽게 박리됨  :  철
           .. 산화층 형성하지만, 이 층이 쉽게 떨어져 나가 표면을 보호 못함
        . 쉽게 산화 안함 : 금,은,백금,팔라듐 등 귀금속
           .. 공통적으로 산화에 매우 강한 성질을 가짐. 특히 금,백금은 상온에서 거의 산화 안함

  ※ 한편, 플라스틱은, 
     - 부식이 아닌 분해(열화,Degradation) 현상이 나타남


2. 부식의 특징 

  ㅇ 느린 산화 과정, 느린 연소 과정으로 볼 수 있음

  ㅇ 미세하게 열 방출 됨

  ㅇ (생성물)  녹 (Rust) : 금속(특히,철 합금) 표면 상의 부식 생성물
     - 산화철 (쇠의 녹) : 철 + 산소 + 물 → Fe2O3xH2O


3. 부식의 구분 

  ㅇ 습 부식 : 전기화학적 부식 (대부분의 금속 부식)

  ㅇ 건 부식 : 직접적인 화학 용액에 의한 화학적 부식
     - 금속 이외에도 세라믹,고분자 재료도 이런 형태의 부식은 가능


4. 전기화학적 부식 반응 例

   


5. 내 부식성, 내식성 (耐腐蝕性, Corrosion Resistance)

  ㅇ 재료가 산화에 견딜 수 있는 능력과 관계 있음 
     - 물,대기,가스 침해 등에 견디는 능력
        . (부식에 대한 저항력)

  ㅇ 부식 억제 방법
     - 페인트,플라스틱으로 보호막을 입힘
     - 얇은 금속 산화물 층을 일부러 만듬 (부동태화 또는 표면안정화 현상 이용)
        . 例) 자발적 표면 안정화 금속류 
     - 희생 산화 전극의 이용 등

  ㅇ 내 부식성 강화 금속류
     - 알루미늄은, 산소와 쉽게 반응하여 표면에 녹이 생기며, 강한 산화 피막(AlO)을 형성하여
        . 그 녹이 오히려 더이상의 산화 진행을 방지
     - 티타늄은, 산화 티타늄 막(TiO)이 형성됨
     - 스테인리스강은, 산화 크롬(CrO)층이 형성되어 부식에 대한 모호막 형성

  ※ 금속 중 부식 용이성 순서
     - 아연 > 알루미늄 > 철강 > 스테인리스 강 > 납 > 주석 > 니켈 > 황동 > 은 > 금