材料 腐蝕是全世界面臨的一個嚴重問題。腐蝕不僅消消耗了人們創造的寶貴財富,而且破壞了生產、生活等許多活動的正常運行。腐蝕和環境污染的關系也越來越引起人們的關注。據報道,全世界每年因腐蝕造成的直接經濟損失大約在7000億美元,是地震、水災、臺風等自然災害總和的6倍,占各國國民生產總值(GNP)的2%~4%.我國腐蝕損失占國民生產總值(GNP)4%,鋼鐵因腐蝕而報廢的數量約占當年產量的25%~30%.生產設備 的腐蝕經常導致工廠停產停車,勞動生產率低、成本上升,甚至發生火災、爆炸等安全事故。美國挑戰者航天飛機在升空幾分鐘后爆炸,原因就在于燃燒管腐蝕,這是一個很慘痛的教訓。為了防止腐蝕,人們創造了各種各樣的防腐蝕辦法、其中涂層防腐更為活躍。防腐蝕是有代價的抗爭過程,且重在防護。電化學防護技術 中的"外加電流"和"犧牲陽極"就非常貼切地表明了防腐就是附加條件或犧牲某種替代材料。防腐涂料和涂層技術,實際就是尋找可以身先士卒地與介質環境抗爭的涂層材料,來替代金屬表面,使之退?quot;二線",進而保全金屬構件或設備的整體及其正常運作。總之,人們致力于防腐技術研究,所追求的目標絕不是消除腐蝕,而在于選擇付出較小的代價保護高出金屬本身價值許多倍的設備、構筑屋或工程設施。本文從腐蝕原理和防腐工序出發,對材料的腐蝕與防護進行討論。
2 腐蝕的機理
所有的材料尤其是金屬,都存在著腐蝕與防護的問題。鋼鐵的腐蝕原理與其它金屬有許多共性,所以在討論金屬腐蝕原理及其防護時,往往以鋼鐵為主要研究對象。根據腐蝕因素、腐蝕環境和腐蝕表面狀態、金屬腐蝕的機理可以分為化學腐蝕、電化學腐蝕和多因素腐蝕。
2.1化學腐蝕
金屬的化學腐蝕是金屬在干燥氣體(如氧、氯、硫化氫等)和非電解質溶液中進行化學反應的結果。化學反應作用引起腐蝕,在腐蝕過程中不產生電流。金屬的化學腐蝕只在特定的情況下發生,不具普遍性。例如:金屬的氧化M+O→MO.