腐蚀现象特点可归纳为“自发性”、“普遍性”和“隐蔽性”三点,简述如下:
(1)自发性:大多数金属腐蚀是自发的。以钢铁腐蚀为例,在潮湿土壤、大气等腐蚀环境中,铁腐蚀变成以水和氧化铁为主的腐蚀产物,这些腐蚀产物在结构或形态上和自然界天然存在的铁矿石类似,或者说处于同一能量等级。从矿石中提炼钢铁时需要付出能量,如:炼铁、钢需消耗煤、电等能量,根据能量守恒定律,得到的铁或钢在能量等级上高于铁矿石。自然界一切自发变化都是从高能级状态向低能级状态变化,例如:水可以从高处流向低处、高温物体可以向低温环境散发热量、固体糖块可以在水中溶解变成糖溶液等等。如果不依靠外部的帮助,上述过程的逆过程绝不可能发生。炼铁过程是耗能的,铁腐蚀就是放能的自发过程。但为什么铁腐蚀时感觉不到有能量放出呢?实际上这些能量以热量形式被分散到周围环境中,并未引起注意或加以利用。腐蚀产生的能量是可以利用的,靠普通干电池锌皮腐蚀获得电能就是最好例子。
自发性只代表反应倾向,不等于实际反应速度,这点在腐蚀动力学中会详细讨论。
(2)普遍性:元素周期表中约有三四十种金属元素,除了金(Au)和白金(Pt)在地球上可能以纯金属单体形式天然存在外,其他金属均以它们的化合物(各种氧化物、硫化物或更复杂的复合盐类)形式存在。在地球形成和演变的漫长历史中,能稳定保存下来的物质一般都是它的最低能级状态。这说明,除Au和Pt外,其他金属能级都要高于它们化合物,都具有自发回到低能级矿石状态的倾向。另一方面,地球上普遍存在的空气和水是两类主要腐蚀环境(分别含腐蚀因素02和H`)。所以,地球环境下金属腐蚀不是个别现象,而是普遍面临的问题。幸好有不少金属虽有大的腐蚀倾向,但实际腐蚀十分微小(以后会讲到,这称为钝化现象),否则我们人类可能会面临没有稳定金属材料可用的尴尬局面。
(3)隐蔽性:腐蚀的隐蔽性包含几层意思,一是指它发展速度可能很慢、短期变化极微小。前面例子中,不锈钢在海水中的点蚀约有10年潜伏期(又称孕育期)。在此之前,材料安然无恙,但产生点蚀后,材料的腐蚀发展不可等闲视之。这给腐蚀科学家和工程师们提了醒,不能过分轻信实验室短期试验结论,不能用短期试验数据无根据地判断材料的长期腐蚀行为,否则可能会出大问题。隐蔽性的另一层意思是其表现形式可能很难被发觉,虽然我们一眼就能分辨出生锈和不生锈的钢铁,但有些腐蚀类型,如含裂纹局部腐蚀,靠肉眼或简单仪器很难发觉。应力腐蚀断裂管道的实际调查中曾发现,断裂管道表面光亮如新,几乎不存在均匀腐蚀迹象,然而在金相显微镜下可以看到,管道钢内部已布满细微裂纹。
防腐板的研究过程中就是根据腐蚀现象的特点作为主要依据的。防腐板很好的避开了腐蚀现象的三大特点。