金屬和合金在現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展中起著重要的作用。隨著社會(huì)的日益發(fā)展，對(duì)金屬/合金的要求越來(lái)越高，需要對(duì)其表面施加具有多功能性的涂層。比如為了使金屬及其合金在許多苛刻的工作條件下安全可靠地使用，必須使用涂層對(duì)其進(jìn)行表面保護(hù)以及裝飾處理。事實(shí)上，大多數(shù)日常產(chǎn)品都采用合適涂層對(duì)其表面進(jìn)行處理才具有可用性和商品性。對(duì)金屬/合金的表面處理可賦予材料表面保護(hù)，提高其可靠性，使其在保持經(jīng)濟(jì)價(jià)值的同時(shí)還能抑制腐蝕，從而對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生積極影響，有助于現(xiàn)代社會(huì)的健康可持續(xù)發(fā)展。
一、腐蝕的定義及類(lèi)型
通常，腐蝕被定義為“材料通過(guò)與環(huán)境的相互反應(yīng)而對(duì)金屬基體造成腐蝕”。說(shuō)到腐蝕，一般是指金屬腐蝕，但是對(duì)于非金屬如陶瓷、水泥、塑料、橡膠等材料，暴露在各種環(huán)境下也會(huì)遭到破壞或失效，這些現(xiàn)象也屬于腐蝕。金屬腐蝕主要分為以下三大類(lèi)：
1.溶液腐蝕；
2.其他流體腐蝕；
3.干腐蝕。
“溶液腐蝕”是指在潮濕/溶液環(huán)境中發(fā)生的金屬腐蝕。這種情況下的腐蝕幾乎都屬于電化學(xué)腐蝕過(guò)程，而且金屬表面發(fā)生兩次或更多次電化學(xué)反應(yīng)就會(huì)產(chǎn)生溶液腐蝕。當(dāng)金屬暴露在腐蝕性潮濕/溶液環(huán)境中時(shí)，金屬表面基本變成溶解物質(zhì)或固定腐蝕產(chǎn)物等非金屬形式。隨著金屬氧化為更穩(wěn)定的非金屬腐蝕產(chǎn)物，系統(tǒng)能量也隨之降低。金屬表面上均勻或不均勻地發(fā)生這種電化學(xué)過(guò)程時(shí)，該金屬就被成為“電極”，該導(dǎo)電溶液被稱(chēng)為“電解質(zhì)”。電化學(xué)典型的例子是鋼鐵生銹：鋼中的金屬鐵被氧化為一種稱(chēng)為“銹”的非金屬形式。
“其他流體腐蝕”是指非水環(huán)境中的金屬/合金腐蝕，例如熔鹽腐蝕。此外，液態(tài)金屬也會(huì)發(fā)生腐蝕。在硝酸鹽、鹵化物、碳酸鹽、硫酸鹽。氫氧化物和氧化物等物質(zhì)的熔融狀態(tài)下的熔鹽腐蝕可以通過(guò)以下幾種機(jī)制進(jìn)行，進(jìn)而對(duì)金屬/合金造成影響：
1.由于電化學(xué)侵蝕產(chǎn)生點(diǎn)蝕；
2.由于熱梯度引起的質(zhì)量傳遞；
3.熔鹽與金屬合金的成分反應(yīng)；
4.與熔鹽中的雜質(zhì)反應(yīng)。
除了熔鹽之外，金屬合金暴露于液態(tài)金屬環(huán)境也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象。由于具有優(yōu)良的傳熱性能，液態(tài)金屬在工業(yè)上經(jīng)常作為高溫還原劑或作為冷卻劑使用。溶解、摻雜或間隙原子反應(yīng)、合金化以及組分還原均可使液態(tài)金屬產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象。
“干腐蝕”是指暴露于空氣或其他腐蝕性氣體中的金屬/合金腐蝕。只有極少數(shù)集中金屬暴露在這些污染氣體中不會(huì)發(fā)生腐蝕，對(duì)于大多數(shù)金屬來(lái)說(shuō)，暴露于較高溫度的氣體中會(huì)增加其腐蝕速率，產(chǎn)生腐蝕失效。
上面是對(duì)三種主要腐蝕類(lèi)型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，現(xiàn)在重點(diǎn)分享潮濕或水溶液中常見(jiàn)的腐蝕形式。根據(jù)腐蝕金屬或合金的外觀，可以識(shí)別八種形式的腐蝕，具體如下：
1.均勻或全部腐蝕；
2.點(diǎn)蝕；
3.縫隙腐蝕（包括瘤狀或沉積腐蝕、絲狀腐蝕、泥狀腐蝕）；
4.電偶腐蝕；
5.沖刷腐蝕（空蝕或微動(dòng)腐蝕）；
6.晶間腐蝕（敏化或剝落）；
7.脫合金腐蝕（脫鋅和石墨腐蝕）；
8.環(huán)境致裂（應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂、腐蝕疲勞、氫損傷）。
通常，上面的這些腐蝕形式并不是各自分別發(fā)生的，在腐蝕過(guò)程中常常存在幾種腐蝕類(lèi)型一起出現(xiàn)的情況。腐蝕可以發(fā)生肉眼可見(jiàn)的宏觀腐蝕現(xiàn)象，也可以發(fā)生肉眼不可見(jiàn)的微觀腐蝕現(xiàn)象。對(duì)于后一種肉眼不可見(jiàn)的腐蝕情況，需要借助高倍放大鏡進(jìn)行檢查。如果通過(guò)肉眼可以觀察到腐蝕現(xiàn)象，就表明結(jié)構(gòu)完整性已經(jīng)收到破壞。

二、金屬腐蝕/預(yù)防的成本
目前，全球各國(guó)受腐蝕的影響十分嚴(yán)重，金屬腐蝕幾乎影響從基礎(chǔ)設(shè)施到制造業(yè)的所有工業(yè)部門(mén)，具體涵蓋如下：
1.基礎(chǔ)設(shè)施——公路橋梁、天然氣/液體輸送管道、水路/港口、機(jī)場(chǎng)、鐵路；
2.公用事業(yè)——天然氣分配、飲用水/下水道系統(tǒng)、電力設(shè)施、電信；
3.運(yùn)輸——機(jī)動(dòng)車(chē)輛、輪船、飛機(jī)、鐵路車(chē)輛、危險(xiǎn)材料運(yùn)輸；
4.生產(chǎn)/制造——石油/天然氣開(kāi)采/生產(chǎn)、采礦、石油精煉、化學(xué)/石化/制藥、紙漿/造紙、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、食品加工、電子、家用電器；
據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球每年因金屬腐蝕造成的直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)7000億美元，是地震、水災(zāi)、臺(tái)風(fēng)等自然災(zāi)害造成損失綜合的6倍。我國(guó)因金屬腐蝕造成的損失占國(guó)民生產(chǎn)總值（GNP）的4%左右，鋼鐵因腐蝕而報(bào)廢的數(shù)量約占鋼鐵當(dāng)年產(chǎn)量的25%-30%。這些數(shù)據(jù)只是與腐蝕有關(guān)的直接損失數(shù)據(jù)，間接損失數(shù)據(jù)更是難以統(tǒng)計(jì)，甚至可以達(dá)到2-2.5萬(wàn)元美元的驚人數(shù)字。
三、金屬防腐蝕方法
金屬防腐蝕的手段很多，如采用耐腐蝕金屬材料、電化學(xué)保護(hù)法、添加緩蝕劑、涂刷防腐蝕涂料等。其中，采用防腐蝕涂料比較普遍。這主要是由于采用涂料防腐蝕的使用范圍廣、施工方便、成本較低，而效果又較令人們滿(mǎn)意的緣故。防腐蝕涂料作為金屬防腐蝕的主要手段，全球各國(guó)多年來(lái)投入了大量的人力物力進(jìn)行研究。
當(dāng)前，在金屬防腐蝕涂料產(chǎn)品方面，英國(guó)、美國(guó)、德國(guó)和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家仍處于首要地位。防腐蝕涂料的品種很多，重防腐類(lèi)主要有納米復(fù)合樹(shù)脂、高分子樹(shù)脂、雜化改性樹(shù)脂、復(fù)合交織樹(shù)脂等，應(yīng)用于不同嚴(yán)苛環(huán)境的防護(hù)。據(jù)報(bào)道，日本每年采用防腐蝕涂料所消耗的費(fèi)用達(dá)2萬(wàn)億日元，占各種防腐蝕措施總費(fèi)用的65%左右，防腐蝕涂料在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的地位可見(jiàn)一斑。我國(guó)通過(guò)幾十年的努力，在防腐蝕涂料領(lǐng)域也已取得了明顯的成果，以高技術(shù)納米復(fù)合樹(shù)脂、高分子樹(shù)脂、雜化改性樹(shù)脂、復(fù)合交織樹(shù)脂為基料的特種防護(hù)涂料已被開(kāi)較廣的用于各種特殊工況防護(hù)工程中，具備代表性的企業(yè)：鐵立仕特種涂料。
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