李義田

摘　要：金屬腐蝕與防腐蝕問題與現代科學技術的發展以及人民(mín)的生活(huó)息息相關，幾乎所有的金屬材料都是在(zài)一定(dìng)環境中(zhōng)使用(yòng)。在使用的過(guò)程(chéng)中，金屬材料受到周圍環境的影響作用總(zǒng)會發生(shēng)一定程度的腐蝕。一般随着時間的延(yán)長而導緻金屬性能下(xià)降以及損毀的現(xiàn)象稱之為(wéi)“腐蝕”或“老(lǎo)化”。現代腐蝕科學正在迅速發(fā)展(zhǎn)，新的防(fáng)腐蝕技術不斷湧現(xiàn)，進一步将防(fáng)腐(fǔ)蝕(shí)科學應用于各個(gè)領(lǐng)域，有效的降低了腐蝕造成的經濟損失，本文簡單介紹了金屬的(de)腐(fǔ)蝕與防護。

關鍵詞： 腐蝕；防護；電化學(xué)保護

0　引言

金屬腐蝕不但會(huì)影響設備的使用(yòng)壽命，更會造成一定的經濟損失。據統計，在(zài)發達(dá)國(guó)家，由于金屬腐蝕造成的經濟損失約占國民生産(chǎn)總(zǒng)之的3.5%-4.2%，因此，研(yán)究金屬的腐蝕(shí)機理(lǐ)，并有針對性(xìng)的采取防腐措施，不僅能夠有效的延長設備的使用(yòng)壽命(mìng)，還能(néng)降(jiàng)低由此造成的經濟損(sǔn)失。

1　金屬腐蝕簡(jiǎn)介(jiè)

金屬與環境(jìng)中的組分由于發生化學反映(yìng)而導緻表面破壞的現象稱(chēng)為(wéi)金屬腐蝕。造成(chéng)金屬發生腐蝕的Z根本原因是金屬(shǔ)的熱力學不穩定(dìng)性造成的，即(jí)金屬原子的自由能處(chù)于較高的(de)狀态，在一定(dìng)條件下，金屬單質就(jiù)會向(xiàng)化合物進行轉化，從而(ér)發生腐蝕。

導緻金屬和金屬腐(fǔ)蝕破壞(huài)的主要原因就(jiù)是化學或電化學(xué)作用，有時也包括(kuò)機械、生物或物理作用。單純物理作用的破壞（如合金在液态金屬中的物理溶(róng)解）僅是少數(shù)的例子。單純的(de)機械破壞不屬于腐蝕的範疇。

2　金屬(shǔ)腐蝕的分類

腐蝕的分類方法有很多，包括按腐蝕環境、腐蝕形态(tài)以及腐蝕現象或原因(yīn)進行分類。

2.1 按環境分：

①濕(shī)蝕：如：大(dà)氣腐蝕、化學藥品腐蝕(shí)以及水溶液腐蝕和土壤腐蝕(shí)等。

②幹(gàn)蝕：如：高溫氧化、氫腐蝕、液(yè)态金屬腐(fǔ)蝕以及硫腐蝕等。

③微(wēi)生物腐蝕：如：真菌腐蝕、藻類腐蝕以及細菌腐(fǔ)蝕和硫化菌腐蝕等。

2.2 按(àn)形态分：

①全面腐蝕(shí)即均勻腐蝕：腐(fǔ)蝕(shí)分布在整個金屬(shǔ)表面，包括較均(jun1)勻的腐蝕(shí)和不均勻的腐(fǔ)蝕。在全面腐蝕過程中，金屬陽極溶解反應和物質還原反應(yīng)的區域都特小，并且(qiě)陽極(jí)區(qū)域位置在腐蝕過程中随機發生(shēng)變化，使得腐蝕的分布非常均勻，并且危害較小。

②局部腐蝕即非均勻腐蝕：腐蝕僅僅發生在金屬的某一個部位。局部腐蝕(shí)的過程中，陰陽極區域是分開的，并且陰極區域的面積相對陽極要大(dà)。因此，局部腐蝕高度集中(zhōng)的位(wèi)置腐蝕強(qiáng)度也比較大。在化工設備的腐(fǔ)蝕損害中，70%是由局部腐蝕造成的，因此，相對于均勻腐蝕(shí)而言，局部腐蝕的危害性(xìng)更大。

局部腐蝕包括：

，點蝕：雖然它是一種(zhǒng)點或空穴(xué)類小面積(jī)的腐蝕，但是卻是(shì)一種高度局部的腐蝕形态。這類腐蝕的孔有大有小(xiǎo)，但是小而深的孔(kǒng)有可能造成金(jīn)屬闆穿孔。這類腐(fǔ)蝕通常發(fā)生在表面(miàn)存在鈍化膜或者有保護膜的金屬上，如：不鏽鋼等。

第二，縫隙腐蝕：由于金屬表面存在縫隙，因(yīn)此，與腐(fǔ)蝕相關的物質(zhì)在縫隙内不容易遷移，從而(ér)造成縫隙内金屬的腐蝕。

第三，晶(jīng)間腐蝕：即沿着合金晶界區發展的腐蝕。這種腐蝕隻能借助金相顯微(wēi)鏡才(cái)能看(kàn)出晶(jīng)界呈現網狀，但是從表面是(shì)看不出任何(hé)迹象(xiàng)的，但是這種腐(fǔ)蝕會造成設備以及(jí)構件的嚴(yán)重破壞。鎳合(hé)金以及不(bú)鏽鋼等容易(yì)發生此類腐蝕(shí)。

第四，沖刷(shuā)腐蝕即(jí)磨損腐蝕：溶液中包含的具有研磨作(zuò)用的固體顆粒随着溶液的流動從而使得金(jīn)屬表面的保護膜受到破壞(huài)，而(ér)發生腐蝕(shí)。其破壞形式可以是(shì)局部的也可以(yǐ)是均勻的。

第五，應力腐蝕開裂：即金屬與合金(jīn)在腐蝕和拉應力(lì)的同時作用下産生的破裂(liè)。雖然隻在具有一(yī)定拉應力的情況(kuàng)下才發生，但是這是(shì)一種Z危險的腐蝕形态，金屬本身對應力腐蝕敏感(gǎn)以及有引起該金屬發生應力腐蝕的介質。

第六，氫脆：金屬由于吸收了原子氫而使其性(xìng)質變脆的現象叫氫脆。如鋼(gāng)中的Bi﹑Pb﹑S﹑As都能促進氫脆(cuì)。

第七，絲狀腐蝕：在潮濕的大氣中，塗有透(tòu)明清(qīng)漆或油漆膜(mó)的金(jīn)屬表面會發(fā)展腐蝕，腐蝕産物呈絲狀纖維網樣。潮濕大氣是其主要原因，其機理是氧的濃差電池作用。

第八(bā)，腐蝕疲勞：金屬的疲勞強度以及疲勞壽命在高變應力和腐蝕介(jiè)質的同時作用(yòng)下有(yǒu)所下降的現象即為腐蝕疲勞。這種腐蝕不要求特定的材料和介(jiè)質組合，任何金(jīn)屬(shǔ)在任何介質中都可能發生腐蝕疲勞。

第九，湍流腐蝕(shí)（沖擊(jī)腐蝕）：流速(sù)較快的溶液由于金屬器件或(huò)管道?幾(jǐ)何(hé)形狀突然(rán)變(biàn)化而沖擊金屬表面産生湍流，使金屬(shǔ)發生破壞。

3　金屬腐蝕(shí)的防護

3.1 改(gǎi)善金(jīn)屬的本質 根據金(jīn)屬不同的用途選擇不同的材料組(zǔ)成耐蝕合金(jīn)或在金屬中添加合金(jīn)元素以提高金屬的耐腐蝕性，起到防止和減緩金屬腐蝕的作用。

3.2 形成保護層 防止金屬腐蝕Z有效(xiào)的方法就是隔離被保護金屬與腐蝕性介(jiè)質，即在金屬表面覆蓋各種保護層，常用的包括以下幾類：

，金屬(shǔ)的氧化(huà)處理：将(jiāng)鋼鐵制品(pǐn)加入到NaOH和NaNO的混合(hé)液中，經過加(jiā)熱處理後會在金屬表面形成一層藍色(sè)的約有0.5～1.5um厚的氧化膜(mó)，從而達到鋼鐵(tiě)防腐的目的。由于形成的(de)氧化膜具有較大的彈(dàn)性以及潤滑性，不影響(xiǎng)零件的精度，因(yīn)此，在處理精密以及(jí)光學儀器(qì)中得到(dào)廣泛應用。

第二，金屬的磷化處理：磷化處理即将鋼鐵制品去油除鏽後(hòu)，放(fàng)入特定組(zǔ)成的磷酸鹽溶液中(zhōng)浸(jìn)泡後，在金屬表面(miàn)形成(chéng)一(yī)層不溶于水的磷酸鹽薄膜，這種(zhǒng)膜作為一(yī)種微孔結(jié)構，對油漆等具有(yǒu)很(hěn)強的吸附力，為了進一步(bù)提高其耐腐蝕性，可以将其作為油漆的底層(céng)。

第三，金屬保護層：将一種(zhǒng)金屬鍍在被(bèi)保護金屬上(shàng)形(xíng)成的保護鍍層。金屬鍍層除包括電鍍和化學鍍外，還包括(kuò)熱浸鍍(dù)、熱噴鍍以及(jí)真空鍍等。

第四，非(fēi)金(jīn)屬塗層：用油漆、塑料(liào)以及礦物性油脂等非金屬物(wù)質(zhì)塗覆在金屬表面而形(xíng)成的保護層(céng)。用塑料噴(pēn)塗(tú)金(jīn)屬表面，比噴漆效果更佳。這種方法廣泛用于石油化工、醫藥儀器等(děng)工業部(bù)門。

3.3 改善環境 

為了有效的減少和防止金屬腐蝕，必(bì)須改善環境，如：減少腐(fǔ)蝕介質濃(nóng)度、除去介質中的氧(yǎng)以及控制環境的溫(wēn)度濕度等。此外，添加降低腐蝕(shí)速率的物質也是有效減(jiǎn)少和防止金屬腐蝕的方(fāng)法(fǎ)。

3.4 電化學保護法 

，犧(xī)牲(shēng)陽極保護法：采用電極(jí)電勢比保(bǎo)護(hù)金屬更低(dī)的金屬或合金做陽極(jí)并固(gù)定在被保護金屬上而形成腐蝕電極，從(cóng)而達(dá)到了保護金屬的目(mù)的。此方法常用于保護海水中的金(jīn)屬設備以及防止石油管(guǎn)路的腐蝕(shí)方面。

第二，外加電流(liú)法：将被保護的金屬與另一附(fù)加電極作為(wéi)電池兩極，陰極是被保護的金屬，在外加直流電(diàn)的作(zuò)用下陰極得到(dào)保護。此(cǐ)方法主要用于防止土壤、海水以及河水中金屬設備的腐蝕。

4　結語

随着現代腐(fǔ)蝕科學的迅速發展不斷的湧(yǒng)現出新的防腐技術，在各(gè)個領域應用防腐技術不僅有助于我國現代化建設發展，并且還能節(jiē)約大量的(de)能源從而提高(gāo)經濟(jì)效益。

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（來源：價值工程）