金属腐蚀机理以及防护方面的文献综述

中国腐蚀与防护学报主要刊登我国在腐蚀与防护学科高水平的研究报告，以具有创新性的原始科研论文为主，并适当篇幅刊登综述及技术报告等 《中国腐蚀与防护学报》是腐蚀与防护领域最具影响力和权威性的杂志。 《中国腐蚀与防护学报》主管主办：中国腐蚀与防护学会;中国科学院金属研究所  中国腐蚀与防护学会;中国科学院金属研究所快捷分类：工业金属学及金属工艺 工程科技I出版发行：辽宁  双月刊  A4期刊刊号：1005-4537, 21-1474/TG创刊时间：1981  影响因子 540审稿时间：1-3个月期刊级别： CSCD核心期刊　 北大核心期刊　 统计源期刊　腐蚀与防护《腐蚀与防护》（月刊）创刊于1980年，由上海市腐蚀科学技术学会、上海材料研究所主办。 《腐蚀与防护》本刊是国内最早的腐蚀专业学会——上海市腐蚀科学技术学会的会刊，也是国内创办最早的腐蚀专业杂志之一，为主管主办：上海市科协  上海市腐蚀科学技术学会;上海材料研究所快捷分类：工业金属学及金属工艺 工程科技I出版发行：上海  月刊  A4期刊刊号：1005-748X, 31-1456/TQ创刊时间：1980  影响因子 283审稿时间：1-3个月期刊级别： 北大核心期刊　 统计源期刊　腐蚀科学与防护技术《腐蚀科学与防护技术》是由中国科学院金属研究所主办，期刊荣誉为：中国学术期刊（光盘版）全文收录期刊。《腐蚀科学与防护技术》主要刊登金属腐蚀与防护领域中有所创见的研究报告、综述，技术报告等稿件，适于科主管主办：中国科学院金属研究所  中国科学院金属研究所快捷分类：化学化学 工程科技I出版发行：辽宁  双月刊  A4期刊刊号：1002-6495, 21-1264/TQ创刊时间：1989  影响因子 477审稿时间：1-3个月期刊级别： CSCD核心期刊　 北大核心期刊　 统计源期刊　材料保护《材料保护》是由武汉材料保护研究所、中国腐蚀与防护学会、中国表面工程协会，中国机械工程学会表面工程分会主办的全国性表面应用技术杂志，是北大核心期刊,统计源期刊,CSCD核心期刊，综合因子为：259。材料保主管主办：中国机械工业联合会  中国腐蚀与防护学会;中国表面工程协会;武汉材料保护研究所快捷分类：化学材料科学 工程科技I出版发行：湖北  月刊  A4期刊刊号：1001-1560, 42-1215/TB创刊时间：1960  影响因子 259审稿时间：1-3个月期刊级别： CSCD核心期刊　 北大核心期刊　 统计源期刊

金属的危害就是会损毁这个金属所承担的责任，目前还没有十全十美的解决办法。

每年全球范围内因腐蚀造成的直接损失达8万亿美元，受影响的行业包括：交通运输、油气输送、国防、船舶、基础设施、工业生产、卫生健康、核工业等，研究表明，通过优化腐蚀管理可以节省20-25%的成本。随着科技的发展，仿真模拟这项技术逐渐走进大家视线，此项技术基于物化基本模型、CAD模型、生产实际，计算快速精确高。举个例子，上海格麟倍信息科技有限公司有一款软件叫Elsyca CorrosionMaster，这款软件就可以很好的解决金属腐蚀问题，通过确定材料、收集数据，创建CAD模型并载入模型，设置环境条件与电化学参数来求解计算并进行可视化分析进而有效解决金属腐蚀的问题。

金属锈蚀的主要原因有化学腐蚀和电化学腐蚀：化学腐蚀主要是因为金属与氧气、水等接触,金属被氧化,以及其他有腐蚀性的化学物质对金属的腐蚀,如酸雨等； 电化学腐蚀是因为原电池原理的腐蚀,这比上一个原因引起的危害更大,原理是水在金属物表面形成水膜,溶解氧气,二氧化碳等物质,这时就会形成金属为负电位的原电池,会使金属被较快地腐蚀腐蚀遍及国民经济各部门，给国民经济带来巨大的经济损失。20世纪50年代前腐蚀的定义只局限于金属腐蚀。从50年代以后，许多权威的腐蚀学者或研究机构倾向于把腐蚀的定义扩大到所有的材料。但通常还是指金属的损坏。因为金属及其合金至今仍然是最重要的结构材料，所以金属腐蚀还是最引人注意的问题之一。腐蚀给合金材料造成的直接损失巨大。有人统计每年全世界腐蚀报废的金属约一亿吨,占年产量的20%～40%。而且随着工业化的进程,腐蚀问题日趋严重化，美国1949年腐蚀消耗(材料消耗和腐蚀)为50亿美元，1975年达700亿美元，到1985年高达1680亿美元，与1949年相比增加了80余倍。估计全世界每年因腐蚀报废的钢铁设备相当于年产量的30%。显然，金属构件的毁坏，其价值远比金属材料的价值大的多；发达国家每年因腐蚀造成的经济损失约占国民生产总值的2-4%；美国每年因腐蚀要多消耗4%的能源；我国每年因腐蚀造成的经济损失至少达二百亿。腐蚀的巨大危害不仅体现在经济损失上，它还会带来惨重的人员伤亡、环境污染、资源浪费、阻碍新技术的发展、促进自然资源的损耗。在金属表面覆盖各种保护，把被保护金属与腐蚀性介质隔开，是防止金属腐蚀的有效方法。预防热浸镀锌防腐。热浸镀锌防腐，是将经过酸洗除锈的钢构件浸入480～520℃，高温锌熔池3～5min，使钢铁表面沾挂一层锌液，经冷却后形成镀层。热浸镀锌镀层可对钢铁提供机械屏蔽于电化学保护的作用，涂层和钢铁表面的结合力比较好，但是镀锌涂层的厚度比较薄。锌涂层一旦腐蚀后，其局部会漏出钢铁的基本构体。致使致涂层失效，所以，热浸镀锌防腐耐腐蚀年限稍短，可提供钢铁中等年限的防腐保护。同时热镀锌生产的工艺，其局限性比较大，对钢井架和井筒装备等一些大构件的应用比较困难，而对形状复杂的钢构件，因为其受到高温的影响，会致使钢构件变形，从而影响其最终的作用。预防电弧喷涂防腐。通过电弧喷涂的相关电源，两根带正和负电金属丝材需要连续被送到电弧喷枪的端头，在端部短路接触时，所产生电弧熔化，熔融铝高温的液滴，会被压缩空气喷吹和雾化，以及喷涂至工件的表面，与基体所结合形成良好的电弧喷涂涂层。丝材被熔化的温可达6000℃。因为电弧喷涂丝材熔化的温度高，丝材熔化较均匀，无半熔化或者高塑性喷涂颗粒，喷涂粒子携带较大的热能和动能撞击，涂层与基体以较强的机械结合和微冶金结合。所以电弧喷铝涂层和金属基体具有优良的涂层结合力，在弯曲和冲击或碰撞下，可保证保防腐涂层不脱落和不起皮，其结合牢固，防腐长久有效，这一点是其他任何表面防腐涂层无法达到的。电弧喷涂层防腐原理，是阴极保护与机械屏蔽的相结合。但由于井下存在瓦斯的特殊性，电弧容易引起瓦斯爆炸，该技术难以在井下应用。预防涂料重防腐。涂料重防腐是底漆、中间漆和面漆组成的油漆涂层体系进行防腐，其防腐原理主要是机械屏蔽，即油漆涂层将钢铁与腐蚀介质相隔离，以阻止和减缓腐蚀介质对钢铁的侵蚀，保护钢铁不受腐蚀。非金属油漆涂层随时间的延长，环境的变化，有机物终究要老化，影响防腐性能。一般情况复合涂层可以对钢设备进行中等年限的防护保护。涂料初次的涂装之后，需要定期的刷面漆，对其进行相应的维护。如进行彻底维护时，需要对钢铁构件重新进行喷砂除锈，然后涂装油漆。二、金属材料海洋腐蚀的防护措施电化学保护。电化学保护分为阴极保护和阳极保护。阴极保护的原理如下：利用电化学原理，将被保护的金属设备进行外加阴极极化降低或防止腐蚀；将被保护金属进行外加阴极极化以减少或防止金属腐蚀的方法叫做阴极保护法。阴极保护有包括外加电流阴极保护和牺牲阳极保护。外加电流法是将被保护的金属与另一附加电极作为电解池的两极，被保护金属为阴极，这样就使被保护金属免受腐蚀。牺牲阳极保护法是将活泼金属或其合金连在被保护的金属上，形成一个原电池，这时活泼金属作为电池的阳极而被腐蚀，基体金属作为电池的阴极而受到保护。外加电流阴极保护所需保护电流是由直流电源提供的；而牺牲阳极保护中所需保护电流是由牺牲阳极的溶解所提供的。为了有效地发挥保护作用，牺牲阳极的电位要足够负，阳极极化率要小，特别是表面不能生成保护性的腐蚀产物膜，阳极溶解要均匀。金属的磷化处理。钢铁制品去油、除锈后，放入特定组成的磷酸盐溶液中浸泡，即可在金属表面形成一层不溶于水的磷酸盐薄膜，这种过程叫做磷化处理。磷化膜呈暗灰色至黑灰色，在大气中有较好的耐腐蚀性。膜是微孔结构，对油漆等的吸附能力强蚀。覆盖层保护。基底材料和覆层材料组成复合材料，可以充分发挥基底材料和覆层材料的优点，满足耐蚀性，物理、机械和加工性能，以及经济指标多方面的需要。覆盖层的保护效果和使用寿命取决于三个方面的因素：覆层材料在使用环境中的耐蚀性、强度、塑性和耐磨性。覆层的均匀性、孔隙和缺陷。覆层与基体金属的结合力。覆盖层保护又分为金属保护层、化学转化膜、非金属保护层。金属保护层包括金属镀层、金属衬里、双金属复合板；非金属保护层包括油漆涂料、塑料涂覆、搪瓷、钢衬玻璃、非金属材料衬里、暂时性防锈层。聚氨脂涂料、乙烯基涂料等。防护涂层应有尽可能低的透水性、透氧性、透离子性,以及良好的工艺性如附着力、固化收缩率等。综上所述，研究金属材料的腐蚀，弄清腐蚀发生的原因及采取有效的防护措施，对于延长设备寿命、降低成本、提高劳动生产力都具有十分重大的意义。

《材料腐蚀与防护》，这在大学中是工程材料学专业的一门重要的基础课程，有很多相关的教科书！例如：1、《材料腐蚀与防护》孙秋霞主编，出版日期：2001年03月第1版，页数：242 ，冶金工业出版2、《材料腐蚀学原理》肖纪美 曹楚南编著，出版日期：2002年09月第1版 页数：282 ，化学工业出版社3、《化工机械材料腐蚀与防护》陈匡民主编，出版日期：1990年11月第1版，页数：187，化学工业出版社