田晗

摘要：金屬材料具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，能適應(yīng)各種工作環(huán)境的需求，在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用廣泛。但在金屬材料的應(yīng)用過(guò)程中，金屬的腐蝕影響了金屬材料的正常使用，關(guān)于金屬材料的防腐蝕措施研究具有現(xiàn)實(shí)意義?；诖?，從高中生知識(shí)面的角度，分析金屬材料腐蝕的幾種類型和危害性，提出金屬材料防腐蝕的幾點(diǎn)措施。

關(guān)鍵詞：金屬材料；防腐蝕；措施

Abstract： Because of the high mechanical strength and adapt to the needs of various working environment， metal materials are used in various fields of industry widely. But metal corrosion affects the normal use of the metal materials， the research on the corrosion protection of metal materials has practical significance. Based on this， from the perspective of knowledge of high school students， several types of metal corrosion and harm were analyzed， and some measures to prevent corrosion of metal materials were put forward.

Key words： Metal material； Anti-corrosion； Measures

TG174.4

一、金屬材料腐蝕的危害性

金屬材料在使用過(guò)程中會(huì)和暴露在空氣中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在表面形成一層致密的半導(dǎo)體膜，化學(xué)中稱鈍化膜。這種鈍化膜在一定程度上能起到保護(hù)金屬材料內(nèi)層結(jié)構(gòu)的作用，但其保護(hù)作用相對(duì)有限，當(dāng)鈍化膜被繼續(xù)破壞后，周圍的介質(zhì)會(huì)和金屬材料形成一個(gè)完整的電路，同時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和電化學(xué)反應(yīng)，加速金屬材料的腐蝕速度。一旦金屬材料發(fā)生腐蝕，會(huì)影響其機(jī)械強(qiáng)度、可塑性和韌性等，甚至?xí)茐慕饘俨牧系膸缀涡螤?，?dǎo)致金屬零部件之間無(wú)法正常匹配工作，從而影響金屬設(shè)備的使用年限，造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失。

二、金屬材料腐蝕類型分析

金屬材料腐蝕的種類較多，通常分為以下幾種腐蝕類型：①小孔腐蝕，這類腐蝕會(huì)在金屬表面形成坑道和點(diǎn)，進(jìn)而破壞金屬材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這種類型腐蝕產(chǎn)生的原因是介質(zhì)中的活性陰離子和金屬材料形成腐蝕電池，金屬腐蝕沿著金屬材料內(nèi)部進(jìn)行擴(kuò)展；②縫隙腐蝕，在電解液中金屬材料會(huì)構(gòu)成完整的電流回路，金屬電極之間的溶液形成濃差電池，在局部發(fā)生金屬腐蝕，該類型腐蝕常見(jiàn)于設(shè)備的連接處、纏繞處和墊圈等部位，從而影響設(shè)備的正常使用；③應(yīng)力腐蝕，在金屬焊接過(guò)程中，由于焊接工藝處理不當(dāng)，會(huì)引發(fā)明顯的殘余應(yīng)力，導(dǎo)致金屬局部位置開(kāi)裂，產(chǎn)生細(xì)小的裂縫，腐蝕介質(zhì)沿著裂縫繼續(xù)腐蝕金屬材料內(nèi)部；④晶間腐蝕，某些腐蝕介質(zhì)會(huì)直接破壞金屬材料晶粒結(jié)構(gòu)，晶粒間的結(jié)合力大大下降，雖然金屬材料的表面沒(méi)有發(fā)生明顯的異常，但其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度下降明顯。

三、金屬材料防腐蝕措施

1.電化學(xué)保護(hù)法

金屬材料防腐蝕可采用電化學(xué)保護(hù)法，通過(guò)增加金屬材料附加電極形成電池的兩極結(jié)構(gòu)，附加的電極和金屬材料構(gòu)成電池回路，在回路中施加直流電可對(duì)金屬材料形成保護(hù)，這種方法適用于與水、土壤等接觸的金屬材料。再者是犧牲陽(yáng)極法，使用還原性較強(qiáng)的金屬和金屬材料構(gòu)成原電池，還原性金屬發(fā)生氧化還原反應(yīng)被逐漸消耗，而被保護(hù)的金屬材料作為正極不會(huì)被腐蝕解析，可達(dá)到保護(hù)金屬材料的目的。

2.金屬材料改性處理和表面處理

在金屬材料的制備過(guò)程中，在材料中添加一定量的合金元素，可有效改變金屬材料的性質(zhì)，增強(qiáng)金屬材料的抗腐蝕性能。通過(guò)增加表面保護(hù)層對(duì)金屬材料表面進(jìn)行處理，可阻斷金屬材料和各種腐蝕介質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，起到保護(hù)作用。在金屬材料防腐蝕處理中，可進(jìn)行表面磷化處理，把金屬材料直接浸泡到磷化液中，通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)，金屬材料表面形成一層致密難溶的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜，使金屬表面具有較強(qiáng)的硬度、強(qiáng)度和彈性，能長(zhǎng)時(shí)間抵抗介質(zhì)的腐蝕。金屬材料氧化處理也是常用的防腐蝕措施，通過(guò)高溫加熱在金屬材料表面產(chǎn)生致密的氧化薄膜（稱為發(fā)藍(lán)處理），這種處理工藝在鋼材防腐蝕中應(yīng)用廣泛，形成的四氧化三鐵氧化膜具有較強(qiáng)耐氧化性和抗腐蝕性能，同時(shí)該方式不會(huì)對(duì)材料的精度產(chǎn)生直接影響，也適用于精密儀器的防腐蝕處理。非金屬涂層處理是指在金屬材料表面涂布一層抗腐蝕性能優(yōu)良的塑料、陶瓷或油漆等物質(zhì)，既增強(qiáng)金屬材料的抗腐蝕性能，又能起到絕緣和美觀的作用，常用于醫(yī)療用品和生活用品的抗腐蝕處理。另外，通過(guò)電鍍、化學(xué)鍍、噴鍍的方式可在金屬材料表層形成金屬涂層，常采用鉛、錫和鋅等低熔點(diǎn)、抗氧化性能優(yōu)良的金屬作為涂層材料，也具備很好的抗腐蝕性能。

3.改善金屬材料的使用環(huán)境

金屬材料發(fā)生腐蝕的原因是其使用環(huán)境中存在腐蝕介質(zhì)，因此可采用濕度控制和溫度控制的方法，改善金屬材料的使用環(huán)境，有效控制腐蝕介質(zhì)的濃度，減緩金屬材料發(fā)生表面和結(jié)構(gòu)腐蝕的速率。再者，要加強(qiáng)對(duì)金屬材料的養(yǎng)護(hù)，定期檢測(cè)金屬材料的腐蝕程度，針對(duì)出現(xiàn)的腐蝕點(diǎn)和腐蝕裂縫進(jìn)行修補(bǔ)，避免腐蝕介質(zhì)繼續(xù)腐蝕金屬材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在工程中常采用除銹涂油漆的方式來(lái)避免暴露在介質(zhì)環(huán)境中的金屬材料繼續(xù)腐蝕。

四、結(jié)語(yǔ)

金屬材料是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支撐，在各個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。在應(yīng)用金屬材料時(shí)往往會(huì)面臨著防腐蝕的難題，金屬材料暴露在腐蝕介質(zhì)環(huán)境中，會(huì)發(fā)生小孔腐蝕、裂縫腐蝕和應(yīng)力腐蝕等多種結(jié)構(gòu)性破壞，從而對(duì)金屬材料的使用功能產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。因此，要采用電化學(xué)保護(hù)法、材料改性、表面處理和改善使用環(huán)境等防腐蝕措施來(lái)增強(qiáng)金屬材料的性能，優(yōu)化金屬材料的環(huán)境適應(yīng)力，增加金屬器件的使用壽命。

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