Obraz (3)

m	Instytut Nauki o Materiałach - Uniwersytet Śląski w Katowicach
gM |L	Biomateriały, ćwiczenie nr 1 „Badanie korozji biomateriałów
	metalicznych”

przewodzenie elektronowe i jonowe, zazwyczaj z przewagą elektronowego, przy czym nośnikami ładunków są elektrony lub dziury. Wielkość przewodności jest w tym przypadku niska, rzędu 10~⁹< 1/ < 1Q'¹/cm'¹.

Przy niskiej przewodności lub jej braku korozja zachodzi jako proces chemiczny lub fizykochemiczny. W środowiskach, w których brak jest przewodności jonowej, proces niszczenia materiału zachodzi według mechanizmu chemicznego. Do środowisk wywołujących korozję chemiczną metali należą: gorące gazy spalinowe, ropa naftowa i jej pochodne, stopiona siarka, szereg substancji organicznych oraz suche gazy takie jak: H₂S, H₂, CO, C0₂, Cl₂, NH₃. Materiały przewodzące prąd elektryczny ulegają w środowiskach będących elektrolitami korozji elektrochemicznej.

Korozja elektrochemiczna - korozja metali spowodowana procesami elektrochemicznymi, zachodząca wskutek występowania różnych potencjałów na powierzchni korodującego obiektu, znajdującego się w środowisku elektrolitu. W takiej sytuacji powstają ogniwa korozyjne, w których fragmenty powierzchni metalu o niższym potencjale są anodami - zachodzi na nich utlenianie metalu przechodzącego do roztworu. Na katodach ogniw korozyjnych zachodzą reakcje redukcji tzw. depolaryzatora, którym jest często cząsteczkowy tlen z powietrza (depolaryzacja tlenowa) lub jony wodorowe (depolaryzacja wodorowa), ulegające redukcji do wodoru gazowego. Różnice między potencjałami poszczególnych fragmentów korodującej powierzchni mogą być związane z różnicami chemicznego składu stopu zagęszczenia i rodzaju defektów sieci krystalicznej stopu (naprężenia wewnętrzne) wielkości i rodzaju naprężeń spowodowanych zewnętrznym obciążeniem chemicznego składu elektrolitu (np. stopnia napowietrzenia i zasolenia wody gruntowej)

W wielu przypadkach kierunek przemian i ich szybkość zależą również od innych czynników, np. oddziaływań fizycznych (tj. zewnętrzne pole elektryczne, promieniowanie) lub mikrobiologicznych.

Mechanizm korozji elektrochemicznej wynika z podstawowych cech dwóch kontaktujących się ośrodków.

•    korodujący metal jest przewodnikiem elektryczności, przy czym jego powierzchnia nigdy nie jest całkowicie jednorodna (zróżnicowane potencjały standardowe

•    woda, w której metal koroduje (w tym wilgoć gleby i gazów, np. w powietrza atmosferycznego), nie jest chemicznie czysta - jest roztworem różnych elektrolitów, czyli wykazuje przewodnictwo jonowe, zależne od stężenia i ruchliwości zawartych w nim jonów

W przypadku wystąpienia różnicy między potencjałami fragmentów powierzchni metalu powstają ogniwa galwaniczne, nazywane ogniwami korozyjnymi, w których:

•    na fragmentach o niższym potencjale (anodach) zachodzą reakcje utleniania, np:

Me = Me⁺ + e'

•    na fragmentach o wyższym potencjale (katodach) zachodzą reakcje redukcji, np.:

H₂0 + ¹A0₂ + 2e- = 2 OH~

2 H⁺ + 2 e~ = H₂\

•    elektrony przemieszczają się od anody w kierunku katody przez korodujący metal (przewodnictwo elektronowe, I rodzaju)

str. 2