那么汽车电气系统的正极搭铁和负极搭铁对这个腐蚀过程与腐蚀速度有何影响呢?下面我们分别来分析一下。
首先我们来看一下汽车上的电源——蓄电池的工作原理。汽车上的蓄电池基本都是铅酸蓄电池,它的正极板上是二氧化铅,负极板上是纯铅,电解液是稀硫酸。在正极板上的铅是以铅离子的状态存在的,在负极板上的铅是以电离状态存在的,即形成铅离子和电子,正负极板之间大约有2.1V的电位差,这就是蓄电池产生电动势的基本原理。蓄电池的充放电过程实际上就是铅、二氧化铅、硫酸铅、硫酸、水这几种物质的互相转化过程,在这个过程中伴随着电子的流动,从而形成了电流。
如果汽车电气系统采用正极搭铁的话,即汽车的车身与蓄电池的的正极相连接。由于蓄电池正极上的铅是以离子状态存在的,并且铅的金属活性不如铁,所以在这种情况下,它会不断的吸附车身上的电子到蓄电池中。车身上的铁原子失去电子后就变成了铁离子,遇到空气中的水和氧气就会迅速结合成水合三氧化二铁,腐蚀就产生了。因此采用正极搭铁的话,相当于增强了车身金属的活性,让电化学腐蚀更容易进行,所以车身的腐蚀会更快,更严重。
如果采用负极搭铁,即汽车的车身与蓄电池的的负极相连接,结果又会是怎样的呢?我们再来看一下。蓄电池的负极板上是游离状态的铅离子和电子,它具有-0.1V的电位,也就是说,在负极板上的电子是富余的。在这种情况下,蓄电池负极可以随时给车身钢板提供电子,也就是说,车身钢板更不容易失去电子,更不容易被氧化。相当于变相的让金属“钝化”了,车身的电化学腐蚀更不容易发生,车身的腐蚀也就减轻了。现在有些设备采用在金属壳体上附加活泼金属的防腐蚀措施,原理其实和这个差不多的。
所以,汽车采用负极搭铁的方式,可以有效的避免和减缓车身电化学腐蚀的速度,让车身有更好的防腐蚀性能,这就是汽车采用负极搭铁的最根本原因。有一个有趣的现象是,在上世纪五六十年代,中国生产的汽车基本都是采用正极搭铁的。因为当时的口号是“东风要压倒西风”,我们做的东西就要与西方不一样,他们玩负极搭铁,我们就玩正极搭铁,他们玩交流发电机,我们就玩直流发动机,所以在那个时代的汽车,进口与国产的电气元件是无法替换的。只是后来发现,这样做实在是不符合科学原理,在七十年代以后就逐渐更正过来了。这也说明了一个问题,那就是科学是没有国界和意识形态的。