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41 제2절 재료와 결함 속재료의 모든 부분 또는 부분적으로 이온화 상태나 화합물의 형태로 변화하게 된다. 구리 나 알루미늄과 같은 몇몇 금속재료의 표면에서 발생하는 부식생성물은 부식이 진행될 수 있는 상태를 차단하는 얇은 필름상태로 존재하며 내부의 금속을 부식으로부터 보호한다. 하지만 철과 같은 금속에서 형성된 산화 막은 다공성이며 산화물간의 결합력이 약해서 부 식 활동을 차단하지 못함에 따라 부식이 계속 진행하게 된다. 전기화학적 부식은 금속 이온이 용해되도록 전해질을 필요로 한다. 전해액은 신선물이 나 소금물, 산성이나 알칼리 용액뿐만 아니라 금속표면에 묻은 지문에 의해서도 전해액 작 용으로 부식을 일으킬 수 있다. 금속이 부식을 일으킬 때, 양성으로 전하된 원자는 자유도 가 높아져 고체 표면으로부터 분리되면서 금속 이온이 되어 전해질 내로 용해되고 이에 대 응하는 음전하는 금속 내에 남아있게 된다. 철의 부식에서 각각의 철 원자는 두 개의 전자 를 분리시켜서 두 개의 양전하를 갖는 철 이온이 된다. 두 개의 전자는 도체의 음극으로 흘 러가 음극물질의 표면에서 수소 양이온을 중화시키면서 중성원자가 되어 수소가스의 형태 로 방출된다. 양전하로 된 수소이온의 방출은 음극에서 알칼리성을 증가시키는 OH 음이온 의 집중과 축적을 가져온다. 이와 같은 과정은 음극 표면에서만 수소 거품을 발생시키게 된 다. 단일 금속에서 음극과 양극이 발생하는 요인으로는 금속성분의 불균일성, 표면 결함, 스트레스, 금속에서 개재물 또는 볼트 와셔와 같이 틈을 형성할 수 있는 것들이 있다. 부식의 또 다른 형태로는 빠르게 유동하는 대기나 매질에 의해 산화물로 이루어진 보호 막이 침식되는 형태로 일어날 수 있다. 탈분극(depolarization)은 제한된 장소에서 발생된 다. 전해질인 물을 움직이게 하는 배의 프로펠러와 같이 탈분극이 형성되면 강철 선체가 양 극이 되어 부식율이 증가한다. 펌프의 회전 날개에서도 이와 같은 부식이 나타나는데 회전 차의 중심은 유체가 압축되면서 속도가 느리나 회전차 바깥 둘레는 빠르게 움직이므로 금 속이온이 침식되는 부식이 발생하게 된다. 다른 부식의 형태로는 금속재료 내부에서 발생하는 입계(inter-granular)부식이 있다. 입 계부식에서 결정 입계가 양극이 되고 결정 자체는 음극을 형성한다. 크롬 탄화물은 결정 입 계에서 촉발시키는 스테인리스 스틸에서 나타난다. 이것은 결정입계에 인접한 갈바닉 셀을 만들어내는 크롬 내용물을 낮춘다. 환경에서의 차이점은 높은 산소 이온의 집중을 일으킬 수 있다. 이것은 셀 집중 부식이라고 불린다. 비파괴1권-인쇄용.indb 41 2014-12-23 오후 4:41:05