Γενικά, με τον όρο διάβρωση εννοούμε «τα φαινόμενα που οφείλονται στην αλληλεπίδραση ενός υλικού (κυρίως των μετάλλων) με το περιβάλλον στο οποίο βρίσκεται και οδηγούν σταδιακά στην υποβάθμιση των ιδιοτήτων του ή / και στη χημική μετατροπή του».

Η διάβρωση των μετάλλων οφείλεται κυρίως στην οξείδωσή τους από διάφορα οξειδωτικά μέσα και μπορεί να είναι επιφανειακή ή να προχωράει σε βαθύτερα στρώματα υπονομεύοντας το χρόνο ζωής των μεταλλικών αντικειμένων. Χαρακτηριστικό παράδειγμα διάβρωσης σε βάθος είναι το σκούριασμα των σιδερένιων και χαλύβδινων αντικειμένων με την επίδραση οξυγόνου διαλυμένου σε νερό (ατμοσφαιρική υγρασία, υγρασία εδάφους, επιφανειακά στρώματα της  θάλασσας).

Διάβρωση του σιδήρου στην ατμόσφαιρα

Η ατμόσφαιρα περιέχει πάντοτε ένα ποσοστό υγρασίας που συμπυκνώνεται, ιδιαίτερα όταν ο καιρός είναι υγρός, πάνω στην επιφάνεια των αντικειμένων. Τι συμβαίνει λοιπόν μέσα στο λεπτό  στρώμα υγρασίας που καλύπτει την επιφάνεια ενός σιδερένιου αντικειμένου; Κατ’ αρχάς, λόγω προέλευσης το στρώμα αυτό περιέχει διαλυμένα διάφορα ατμοσφαιρικά αέρια, ανάμεσα στα οποία και οξυγόνο. Ερχόμενος σε επαφή με το διαλυμένο οξυγόνο, ο σίδηρος οξειδώνεται προς κατιόντα Fe2+:

Fe(s)    Fe2+(aq) + 2e-

Η οξείδωση του σιδήρου γίνεται σε σημεία όπου η μεταλλική επιφάνεια παρουσιάζει ανωμαλίες και τα  ηλεκτρόνια που παράγονται ανάγουν το οξυγόνο σύμφωνα με την ημιαντίδραση:

O2(g) + 2H2O(l) + 4e-    4OH-(aq)

Προσθέτοντας τις δύο ημιαντιδράσεις έχουμε το πρώτο στάδιο σχηματισμού της σκουριάς:

Στη συνέχεια, το υδροξείδιο του σιδήρου (ΙΙ) οξειδώνεται από το οξυγόνο προς υδροξείδιο του σιδήρου (ΙΙΙ):

2Fe(OH)2(aq) + 1/2O2(g) + H2O(l)    2Fe(OH)3(aq)

Το τελικό προϊόν, όταν ξεραθεί, δίνει τη σκουριά. Η σκουριά είναι ένυδρο οξείδιο του σιδήρου (ΙΙΙ): Fe2O3 . xΗ2Ο. Το ποσό του νερού που περιέχει ποικίλλει, όπως υποδηλώνει το γράμμα x, και είναι αυτό που καθορίζει το χρώμα της. Η σκουριά έχει λεπιοειδή υφή και θρυμματίζεται εύκολα φέρνοντας συνεχώς στην επιφάνεια νέο μέταλλο για αντίδραση.

Η σκουριά δε σχηματίζεται συνήθως στα σημεία που οξειδώνεται ο σίδηρος, αλλά σε πολύ μικρή απόσταση από αυτά. Αυτό συμβαίνει επειδή τα ηλεκτρόνια και τα κατιόντα σιδήρου που παράγονται κατά την οξείδωση, μπορούν να μεταφερθούν, μέσω του μετάλλου και της υγρής φάσης αντίστοιχα, σε περιοχές με μεγαλύτερη συγκέντρωση οξυγόνου. Έτσι δημιουργούνται τοπικά «γαλβανικά» στοιχεία όπου ο σίδηρος αποτελεί την άνοδο, οι περιοχές με σχετικά μεγάλη συγκέντρωση οξυγόνου την κάθοδο και το υδατικό διάλυμα των ιόντων σιδήρου χρησιμεύει σαν γέφυρα άλατος.

Αντιδιαβρωτική προστασία

Για την προστασία των σιδερένιων και χαλύβδινων αντικειμένων από τη διάβρωση υπάρχουν διάφορες τεχνικές και υλικά επίστρωσης. Τα υλικά επίστρωσης ( αντιδιαβρωτικές βαφές και λιπαντικά) προστατεύουν την επιφάνεια των αντικειμένων από την επαφή της με το ατμοσφαιρικό οξυγόνο. Τον ίδιο σκοπό εξυπηρετεί και ο γαλβανισμός (επιψευδαργύρωση) και γενικότερα η επιμετάλλωση, η επίστρωση δηλαδή των επιφανειών με λιγότερο ευπαθή μέταλλα, όπως π.χ. το νικέλιο και το χρώμιο. Τέλος, υπάρχει και η μέθοδος της καθοδικής αντιδιαβρωτικής προστασίας, η οποία χρησιμοποιείται επιπρόσθετα στη βαφή με άσφαλτο για υπόγειους σωλήνες και δοχεία, όπως και για υδραυλικές εγκαταστάσεις από χάλυβα και μεταλλάκτες θερμότητας.

Παρόλα αυτά, η διάβρωση του σιδήρου παραμένει ένα σημαντικό οικονομικό και περιβαλλοντικό πρόβλημα, καθώς εκτιμάται ότι το ποσοστό των σιδερένιων και χαλύβδινων αντικειμένων, που αχρηστεύονται κάθε χρόνο λόγω διάβρωσης, αντιστοιχεί στο 1/3 με 1/4 της παγκόσμιας παραγωγής (χυτο)σιδήρου και χάλυβα, η οποία κυμαίνεται γύρω στο 1 δισεκατομμύριο μετρικούς τόνους (mmt) ετησίως (περίπου το 95% της παγκόσμιας παραγωγής ακατέργαστων μετάλλων).