浅谈金属的腐蚀原理和保护措施

黄公铭

摘要：众所周知，金属在人们的日常生活中占有极其重要的地位。鉴于我国居民目前的金属日常使用状况，技術腐蚀与防护问题已成为社会普遍关注的问题之一。在金属的使用中，往往由于时间的增加导致金属的性能下降，这种现象通常被称为金属腐蚀现象或金属老化现象。随着我国现代科学技术的迅速发展，金属防腐技术不断涌现，有效减少了金属腐蚀造成的损失。本文主要介绍了金属腐蚀的原理，并对金属腐蚀的防护措施进行了探讨。

关键词：金属腐蚀;腐蚀原理;防护手段

在金属使用过程中，腐蚀会直接影响相关金属装置和金属设备的使用寿命，并对人民群众的生命财产安全构成威胁。据有关资料显示，在发达国家，金属腐蚀造成的经济损失总额占GDP的3%至4%。在此基础上，有必要研究金属腐蚀的原理和金属腐蚀的预防措施。只有这样，才能有效延长金属的使用寿命，确保人民群众的生命财产安全。因此说研究金属的腐蚀与保护具有极其重要的现实意义。

1.金属腐蚀的原理及其危害

1.1金属腐蚀的原理

金属腐蚀的关键是电化学腐蚀，少数情况下是化学腐蚀。化学腐蚀是指金属与与其接触的介质（非电解质）发生直接化学反应而引起的腐蚀。其主要特点是没有自由电子参与反应，也不产生离子。例如，金属在含有非电解质溶液的干气体中的腐蚀，就像喷气发动机燃烧室受到高温气体的腐蚀一样，是一种化学腐蚀。

电化学腐蚀的原理不同于化学腐蚀。金属在大气和电解液中的腐蚀如酸所引起的电解电池是电化学腐蚀。在潮湿的空气中，钢铁的腐蚀是电化学腐蚀的最好的例子，在这个例子中，钢的表面会吸附一层很薄的水膜，水膜是强酸，氢离子的电子的氢，这种电化学腐蚀被称为氢腐蚀。如果水膜是弱酸或中性，可以溶解大量的氧气，这种电化学腐蚀称为氧气腐蚀，这是使钢腐蚀的关键因素。与化学腐蚀相比，电化学腐蚀危害更大。化学腐蚀一般只发生在金属表面。然而，由于许多微单元的作用，电化学腐蚀深入金属内部，使金属的强度、韧性等各种性能不能发挥应有的作用。

1.2金属腐蚀所带来的危害

当金属发生腐蚀时，会降低金属设备及相关设备的强度和机械性能，缩短金属材料的使用寿命，甚至直接导致金属材料的失效，给用户造成经济损失。据有关报道，2018年，仅金属腐蚀造成的经济损失就达2万亿元。在世界范围内，由于金属腐蚀而造成的经济损失是难以预测的。此外，金属腐蚀造成的损失还包括回收金属过程中消耗的人力和物力以及重熔过程中消耗的能量。金属腐蚀的发生也可能导致水资源和土地资源的污染。在较小的程度上，它会造成经济损失，而在较大的程度上，它会直接给人们的生活带来隐患。因此，对金属腐蚀的研究和防护具有重要意义。

2.避免金属腐蚀的有效防护措施

2.1注重金属材料的合理选择

为了对金属装置及相关设备采取有效的防腐措施，有必要对其材料进行合理的选择。在金属材料使用前，应调查金属材料的使用环境及相关的腐蚀因素，并根据调查结果选择合适的金属材料。与此同时，相关工作人员还可以自创模拟环境，通过实验方式找出合适的金属材料。并且根据从经济性和耐腐蚀性两方面入手，选择不同等级的合金，例如钛合金。

2.2改善金属的性质

为了改善金属的性质，可根据实际使用情况选用不同的相关材料，并可通过组合制成耐腐蚀合金。除此之外，还可以在金属中加入一些元素，加入的元素大部分为合金，可以大大提高其耐腐蚀性，从而避免或降低金属的腐蚀程度。例如，向钢中加入镍是比较常见的，生钢是一种非常柔软且没有固定成型的材料，向生钢中加入镍会产生不锈钢，不锈钢是一种极其坚硬且耐腐蚀性极强的特征材料。并且在人们的日常生活中，不锈钢的耐腐蚀性已经得到了广泛的应用。

2.3改善金属使用环境

想有效地改善金属的腐蚀情况，首先必须提高金属的使用环境，例如，改善引起金属腐蚀介质的浓度，并减少氧腐蚀介质，控制技术环境的温度等，这些措施对提高金属腐蚀现象有明显改善。此外，也可以在引起金属腐蚀的腐蚀介质中加入降低腐蚀速率的物质，如缓蚀剂，以防止金属腐蚀的发生。

2.4采用电流法进行保护

在当前金属腐蚀防护的措施中，电流法被作为一种极其常见的的防护措施广泛应用相关工作之中。其详细操作方法就是把一个附加电极与受保护的金属看作电池的正负两极。再将电池的阴极与被保护的金属相连接，然后采用施加直流电的方式来保护连接到阴极上的金属，以达到直接降低由于水的影响而导致金属腐蚀的可能性。

3.结束语

金属的腐蚀一直是一个值得关注的问题。随着现代金属腐蚀科学的不断发展，出现了许多新的防腐技术，如果能很好地掌握这些技术的应用，可以在很大程度上直接促进我国现代化建设的发展，在节约能源的同时提高相应的经济效益。因此，有效地做好金属腐蚀防护工作是经济发展中不可缺少的关键。

参考文献：

[1]李童紫嫣.浅谈金属的腐蚀原理和保护措施[J].散文百家（新语文活页），2018（09）：248.

[2]王纪云.浅谈金属的腐蚀原理和保护措施[J].中外企业家，2018（23）：131.

[3]赵麦群，雷阿丽.金属的腐蚀与防护[M].国防工业出版社，2017.

[4]何国银.金属的腐蚀与保护教案设计[J].中学课程辅导（教学研究），2015，9（21）：212.

[5]周煊程.浅谈金属的腐蚀原理和保护措施[J].科幻画报，2018（06）：125+127.

[6]王倩.油气管道的腐蚀原理及防护[J].工程技术（文摘版），2016（06）：242.