摘 要：当前我国金属材料应用范围极其广泛，但金属材料的腐蚀一直是金属材料使用中的一大常见问题。这里分析了金属材料发生腐蚀的原因，提出金属材料腐蚀现象的预防及处理措施，并结合当前常见的各个领域的各种新型防腐蚀技术进行分析和探讨。
关键词：金属材料；防腐蚀；措施；镁合金；钢结构
1 金属材料的腐蚀
1.1 金属材料表面会形成一层较薄的半导体膜，叫做钝化膜，这种钝化膜一定程度上可以对金属材料形成保护作用，抵抗环境中的腐蚀现象的发生。但钝化膜只能对金属材料起到有限的保护作用，并不能保护金属材料长时间不受腐蚀。当钝化膜对金属材料的保护作用消失后，金属材料就会与在接触周围介质的同时发生化学反应或电化学反应，使金属进入氧化状态或离子状态，从而引起腐蚀。金属发生腐蚀后会显著降低金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能，破坏金属构件的几何形状,增加零件间的磨损，恶化光学、电学等物理性能,缩短设备的使用寿命，甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故，由金属腐蚀带来的经济损失和资源浪费是巨大的。
1.2 金属材料的腐蚀类型。1）小孔腐蚀。小孔腐蚀又叫坑蚀或点蚀。小孔腐蚀一般深度要远远大过其直径，常见于表面有保护膜或者保护膜的金属材料。对于存在杂质或缺陷的金属材料，介质中的活性阴离子会吸附于金属材料表面之上，破坏金属材料表面的保护膜或钝化膜，金属材料的缺陷处露出的金属与钝化膜形成腐蚀电池，而由于缺陷面和钝化面的面积相差很大，致使两极电流密度不一，使腐蚀向金属材料的深处发展，进而形成腐蚀小孔。2）缝隙腐蚀。在电解液中，金属与金属或金属与非金属表面之间构成狭窄的缝隙，缝隙内有关物质的移动受到了阻滞，形成浓差电池，从而产生局部腐蚀，这种腐蚀被称为缝隙腐蚀。缝隙腐蚀常发生在设备中法兰的连接处，垫圈、衬板、缠绕与金属重叠处，它可以在不同的金属和不同的腐蚀介质中出现，从而给生产设备的正常运行造成严重障碍，甚至发生破坏事故。对钛及钛合金来说，缝隙腐蚀是最应关注的腐蚀现象。介质中，氧气浓度增加，缝隙腐蚀量增加；PH值减小，阳极溶解速度增加，缝隙腐蚀量也增加；活性阴离子的浓度增加，缝隙腐蚀敏感性升高。但是，某些含氧阴离子的增加会减小缝隙腐蚀量。3）应力腐蚀。金属材料在焊接、冷加工、热加工、热应力等引起的残余应力中及在一些介质中会出现脆性开裂现象，这种开裂现象是低于强度极限的，其现象主要是早期在金属材料出现细小的凹坑，进而产生细小的裂缝，这种裂缝扩展很快，对石油等领域的破坏率极高。4）晶间腐蚀。晶间腐蚀是指在某些腐蚀介质中，金属材料晶粒间界发生腐蚀，从而使晶粒间失去结合力。发生晶间腐蚀的金属材料表面未见异常，但实际材料强度严重丧失，金属材料原有强度已经失去。主要发生于轧材焊接的容器上。5）均匀腐蚀。均匀腐蚀即暴露的金属材料整体都以相同的速度发生腐蚀。6）磨损腐蚀。磨损腐蚀即磨损和腐蚀共同、联合作用于金属材料而引起的破坏。常发生于高速流动的流体管道或内部会发生摩擦的管道中。
2 金属材料防腐蚀措施
2.1 外加电流。为金属材料附加一个电极，使之形成电池的两极，附加电极作为电池的阳极，金属材料作为电池的阴极。并为形成的电池加上直流电，达到保护电池阴极的目的。外加电流的方法适用于与水、土壤等接触的金属材料的保护。
2.2牺牲阳极法。将还原性较强的金属作为保护极，与被保护的金属材料相连构成原电池，还原性较强的金属将作为负极发生氧化反应而被消耗，被保护的金属材料作为正极就可以避免腐蚀。外加电流法和牺牲阳极法都属于电化学保护法。
2.3 金属材料的改善。选择合适的合金元素添加到金属材料之中，或根据金属材料的性质添加相应的材料，使改进后的金属材料抗腐蚀的能力得以提升。
2.4 金属材料表面添加保护层。在金属材料表面涂抹保护层，阻隔金属材料与各种介质的接触，阻止金属材料与介质的化学反应，从而起到保护金属材料不受腐蚀的作用。
1）金属材料表面磷化处理。磷化处理是将金属材料通过化学方式（将金属材料浸入磷化液，以化学反应进行磷化）和电化学方式（将金属材料于磷化液中接正极，再将钢铁接于负极进行磷化），使金属材料的表面形成一层化学转化膜，这种转化膜主要成分是一种难溶的磷酸盐。经过表面磷化处理的金属材料具有较强的硬度、强度和弹性，且能在较长时间内维持不变。磷化处理具有操作简单、成本低处理后的金属材料物理性能优良等特点。2）金属材料表面的氧化处理。将金属材料加热到一定的温度，使其表面形成一层氧化膜，由于氧化处理后的金属表面多是蓝色的，所以氧化处理又被称作发蓝处理。氧化处理在钢材的应用上十分广泛。将钢材进行氧化处理后，其表面会形成一层致密而牢固的Fe3O4的薄膜，完全不影响钢材的精度和正常使用。
金属材料的含碳量越高，则越易于氧化。对金属材料进行氧化处理的时间长短应根据金属材料的含碳量进行合理的调整，以使氧化处理得到良好的效果。对金属材料进行氧化处理不会对材料的精度形成影响，可用于枪械、仪表、机械零部件等精细物品的防腐蚀处理。3）非金属涂层处理。在金属材料表面覆盖塑料、矿物油、搪瓷、油漆等非金属涂层，防止金属材料发生腐蚀。涂覆非金属涂层的方法不仅能有效防止金属材料的腐蚀，还能装饰、美化材料表面。常见的非金属涂层处理的金属材料有车厢、船身等运输工具，还有机器和枪炮等也用非金属涂层进行防腐蚀处理，另外非金属涂层处理方法也广泛应用于医药和日常生活用品中的防腐蚀处理。4）金属涂层处理。金属涂层处理即将金属材料表面镀上另一种金属作为保护层，金属镀层可通过热浸镀、电镀、化学镀、渗镀和热喷镀等方式。铅、锡、锌等低熔点的金属通常作为热浸镀的主要原料。5）改善金属材料的使用环境。改善金属材料的使用环境，如加强对金属材料的使用中的湿度控制和温度控制，以及控制材料腐蚀介质中的氧及腐蚀介质的浓度等方法，都能较好地改善金属材料使用环境，进而一定程度地预防金属材料的腐蚀发生。6）热喷涂玻璃涂层。金属材料表面热喷涂玻璃涂层，具有独特的抗腐蚀效果。热喷涂层所用的玻璃有着良好的耐腐蚀性能，且能增强金属材料的耐磨性和稳定性。在进行热喷涂玻璃涂层处理前，应根据金属材料的性能匹配合理的热膨胀系数进行喷涂，以达到良好的热喷涂效果。
3 结论
通过对金属材料腐蚀机理的分析和对其腐蚀预防措施的探讨，在金属材料的应用中做好相应的防腐蚀措施，通过良好选材、改善金属材料的使用环境、外加电流、加覆涂层等方式科学预防金属材料腐蚀的发生，延长材料使用时间，降低经济损失和能源浪费，减少意外事故的发生。
参考文献略
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