材料腐蚀与防护综述

材料腐蚀与防护综述内容摘要：

900℃ ，仅当采用硅瓦做表面防护层后，此计划方得以实现。 最近国内外致力于发展的高超声速马赫数大 6航空器和航天器，其制约研究的瓶颈同样是表面耐热材料及涂层的问题。 腐蚀对武器装备的安全可靠性和国防建设有着重要的影响。 武器装备不适应预定腐蚀环境带来的危害和造成经济损失或军事失利的教训比比皆是，甚至是触目惊心。 因海洋等严酷腐蚀环境造成事故所占的比例相当高。 例如，美军 F1 6 战斗机违规使用石墨润 滑脂导致发动机油路控制阀门的电子连接器电偶腐蚀，造成一个编队中至少 7 架飞机失事。 再加，我军某舰载直升机的服役寿命不到陆上的 20％；某型飞机不适应我国海南的湿热环境．出勤率低于 20％；海军航空兵在海南使用的某型发动机叶片工作 20 h 大部分就开始腐蚀，最短工作 6h 就开始腐蚀，导致飞机大面积停飞。 我国某型高速鱼雷快艇的铜合金螺旋桨因严重的空泡腐蚀。 有的航行 8h 后螺旋桨就报废。 我海军四艘鱼雷快艇在一次战斗中埋伏在某岛屿近两周，其中一艘铝壳艇就因腐蚀和海生物生长而无法开动，造成严重危险，所布放的水 雷也因腐蚀和海生物附着，致使引擎失效、雷体脱离锚系点而逐波漂流。 我国南部沿海库存的战术导弹有效期不到 10a；大潜深的潜艇密封和水密材料不适应深水区的腐蚀环境而失效，造成危险；我国研制的某型铝壳鱼雷快艇，不到半年 7mm 厚的艇底板已腐蚀去 ，严重影响到该型艇的设计定型；海军南海地区舰艇每次小修时更换腐蚀的钢板达到 1／ 3，中修时的换板串超过一半 ……5 ．资源和能源的浪费 统计表明．每年全球因设备和工程结构腐蚀而报废的金属约占金属年产量的 30％，其中 1／ 3 完全无法回收，这样全世界每年就有上亿吨 的金属，因腐蚀而损耗掉了，仅我国每年因腐蚀报废的钢铁就相当于上海宝钢全年的产量。 据推测，在英国平均每 90 s 就有 1t钢因腐蚀而完全变成铁锈，速度十分惊人。 地球上的资源是有限的，有人预测按目前的探测储量和开采速度， Fe， Al， Cu， Zn， Mo， Ag，Cr， U 和 Ti 的可开采年数分别仅有 109a， 35a， 24a． 18a， 36a， 14a， 112a， 44a 和 11a。 腐蚀不仅浪费了材料资源，而且也耗费了生产材料时所需要的能源和水源等。 例如，把铁矿石冶炼成 lt 钢铁所耗电能，以英国消费水平推算，足够一 般家庭 3 个月生活的使用，因此，腐蚀造成的能源损失也是巨大的。 二、腐蚀控制及其重要性 由上面的介绍可以看出，腐蚀造成的危害极大，不仅带来巨大的经济损失，而且给人类赖以生存的环境造成严重的污染以及资源和能源的严重损耗，与当今全球倡导的可持续发展的战略相抵触。 因此，学习和研究腐蚀的基本原理，减缓和控制腐蚀破坏的发生，不仅有显著的经济效益，而且有巨大的社会效益，同时对促进新技术、新工艺的发展也是必不可缺的。 实际上，经过人类与腐蚀现象的长期斗争，通过对腐蚀行为、机理和规律较为广泛、深入的研究，已经建立了一定的基础 理论，并通过借助相关科学技术的发展，探索出了一系列行之有效的腐蚀控制方法，并已成功地应用于材料和工程设备的腐蚀防护。 目前用于控制腐蚀的基本方法可以概括为以下几个方面： 1合理的结构设计。 针对具体的工程结构和产品，通过合理的结构设计和工艺设计包括整体的和细节的，实现控制腐蚀的目的。 2正确选材和发展新型耐蚀材料。 根据设备和工程结构的具体工况条件，正确选用工程材料；在目前材料难以满足具体应用背景下，必须发展新型耐蚀材料。 3采用合理的表面工程技术。 通过合理选用表面涂镀层和改性技术通过物理的或化学的手段，改变材 料表面的结构、力学状态、化学成分等，达到抗腐蚀或隔离材料与腐蚀环境的目的。 当目前的表面技术难以满足具体应用要求时，需要开发新型技术。 4改善环境和合理使用缓蚀剂。 采取各种技术措施和手段，降低环境的腐蚀性，例如，工业生产中采用的脱气、除氧、脱盐和降温处理等措施，或将腐蚀控制对象置入干燥的、腐蚀性低的环境之中的做法。 在合适的工况条件下如封闭或循环的体系中添加恰当的缓蚀剂也可达到有效地控制腐蚀的目的。 5电化学保护。 对于电化学原因导致的腐蚀，可以采用阴极保护或阳极保护的措施。 实际中常常根据具体情况采用上述方法中的 两种或两种以上的方法，进行综合保护，这样可获得更好的效果。 同时，腐蚀现象不仅仅是材料自身的问题，它涉及设计、选材、制造、储存、运输、安装、运行、维护、维修和管理等。