En primer lugar hay que tener claro que el acero inoxidable no es completamente inoxidable. El acero inoxidable en nuestro sentido general se refiere al acero que puede resistir la corrosión de la atmósfera y medios débilmente corrosivos. El acero inoxidable con una velocidad de corrosión inferior a 0,01 mm/año se denomina "completamente resistente a la corrosión", y el acero inoxidable con una velocidad de corrosión inferior a 0,1 mm/año se denomina "resistente a la corrosión". Por tanto, el acero inoxidable no puede corroerse, pero se corroe lentamente.
Volviendo a las tres preguntas que sospechabas:
1) El cromo no puede cubrir completamente el sustrato. Su punto debería ser correcto, pero como dijimos anteriormente, solo debemos dejar que se corroa lentamente. Por tanto, el acero inoxidable tiene requisitos de contenido de cromo, es decir, el contenido de cromo debe alcanzar una determinada cantidad, desde cuantitativa hasta cualitativa.
2) Se trata del concepto de clasificación de la corrosión. La corrosión se puede dividir en dos categorías según sus principios químicos: corrosión química y corrosión electroquímica. La corrosión química es un proceso en el que el metal se destruye debido a reacciones químicas con los medios, como la oxidación a alta temperatura y la descarburación del acero, la corrosión en petróleo y gas, etc. Las reacciones químicas típicas son: 4Fe+3O2═2Fe2O3.
Esta reacción de corrosión no produce corriente de corrosión y forma una capa de productos químicos en la superficie de reacción. Una densa película de óxido (película de pasivación) evita una mayor corrosión. Los óxidos como SiO2 _ 2, Al _ 2O _ 3, Cr _ 2O _ 3 tienen estructuras densas, volúmenes específicos más grandes que la matriz, pueden cubrir la superficie de las piezas y tienen una alta estabilidad química, protegiendo así eficazmente las piezas metálicas de una mayor corrosión. . Así es como funcionan los puntos que enumeraste.
La corrosión electroquímica es un proceso en el que el metal es destruido por el proceso electroquímico entre el metal y el medio, como la corrosión atmosférica y la corrosión en varios electrolitos. La corrosión que se produce en la práctica de producción es principalmente corrosión electroquímica. En materiales metálicos, se genera por la diferencia de potencial del electrodo entre diferentes elementos metálicos o diferentes fases del material metálico. Esta corrosión galvánica se produce entre diferentes fases de la microestructura y por ello se denomina corrosión de microbaterías. La corrosión electroquímica se caracteriza por la presencia de un dieléctrico líquido, la diferencia de potencial entre diferentes metales o fases y la generación de corriente de corrosión. Dado que la corrosión electroquímica es una de las formas más importantes y comunes de corrosión de metales, es extremadamente importante estudiar la velocidad de la corrosión electroquímica.
La velocidad de corrosión debe depender del número de iones metálicos disueltos del ánodo por unidad de tiempo, que es igual a la cantidad de corriente que pasa a través del cable por unidad de tiempo. Según la ley de Ohm, la cantidad de corrosión debe ser proporcional a la diferencia de potencial entre los cátodos, que es la fuerza electromotriz de la batería primaria. Para la corrosión electroquímica de materiales metálicos, dado que el cátodo y el ánodo de la microbatería están en contacto directo, la corriente de corrosión debe ser grande, es decir, la velocidad de corrosión debe ser muy rápida. De hecho, no es tan rápido como parece. Esto se debe a que después de la corrosión, el potencial del cátodo y el ánodo cambiará, es decir, la diferencia de potencial se reduce, reduciendo así la fuerza electromotriz de la batería original. Este cambio en el potencial del electrodo se llama polarización. Un cambio positivo en el potencial anódico se llama polarización anódica. La razón principal de la polarización del ánodo es que la película protectora de pasivación formada durante el proceso de corrosión evita el contacto directo entre el metal del ánodo y la solución, ralentiza la velocidad de formación de iones metálicos, reduciendo así la densidad de carga en la superficie del ánodo y aumentando la potencial del electrodo del ánodo. El cambio del potencial catódico en dirección negativa se llama polarización catódica. La razón principal es que el proceso catódico que consume electrones está bloqueado, lo que hace que los electrones se acumulen en el cátodo y aumenta la densidad de carga en la superficie del cátodo, lo que hace que el potencial del cátodo se vuelva negativo. Debido a que el ánodo se convierte en un electrodo positivo y el cátodo en un electrodo negativo, la diferencia de potencial entre los dos electrodos disminuye, por lo que la velocidad de corrosión es lenta. Cuando casi todas las células galvánicas del acero inoxidable dejan de funcionar, el material pasa a un estado monofásico. En otras palabras, la batería del primer piso tiene un solo polo y no puede formar un circuito. Esta es la respuesta a su segunda y tercera pregunta.
3) El papel de la galvanización debería mencionarse en nuestros libros de texto de química de secundaria. El potencial del zinc es menor que el del hierro. De hecho, el cromo también es más bajo que el hierro. Al sacrificar el zinc y el cromo, que son más activos que el hierro, se aumenta el potencial del hierro, protegiéndolo así.
En cuanto al efecto específico del cromo sobre el potencial eléctrico del hierro, fue estudiado por primera vez por un científico llamado Tammann. Descubrió que cuando el contenido de Cr en la solución sólida a base de hierro alcanzaba una proporción atómica del 12,5% (es decir, 1/8), el potencial del electrodo saltaba repentinamente. Cuando el contenido de Cr aumenta a una proporción atómica del 25% (2/8), el potencial del electrodo de la solución sólida a base de hierro aumenta repentinamente. Este fenómeno se llama ley n/8 del potencial de solución sólida de aleación binaria, también llamada ley de Taman.