金屬腐蝕的防護方法

　　下面是小編整理的金屬腐蝕的防護方法的論文，歡迎各位數(shù)控畢業(yè)的同學(xué)借鑒!

　　【摘 要】隨著金屬工具和設(shè)備的廣泛應(yīng)用，對于金屬腐蝕的防護研究也應(yīng)運而生，尤其是工業(yè)革命之后，現(xiàn)代海洋的開發(fā)和原子能技術(shù)的出現(xiàn)，金屬防腐蝕研究更受重視。研究金屬防腐蝕對于我國經(jīng)濟建設(shè)和保護重要金屬建筑具有十分重要的意義。

　　【關(guān)鍵詞】金屬;腐蝕;防護手段;涂料

　　在工業(yè)生產(chǎn)合格經(jīng)濟建設(shè)過程中，金屬材料腐蝕不僅給我們造成重大的經(jīng)濟損失，還可能致使有害物質(zhì)污染我們生存的環(huán)境，破壞人類的健康。每年因為金屬腐蝕造成的災(zāi)難事故更是嚴重威脅我們的生命和財產(chǎn)安全。本文闡述金屬腐蝕的防護措施及方法，重點介紹當前涂層防護方法，為金屬防腐蝕提供參考。

　　一、金屬腐蝕的危害性

　　金屬的出現(xiàn)極大地推動了人類文明的進程，但是也給人類社會造成了重大的經(jīng)濟損失。相關(guān)統(tǒng)計資料顯示，美國因為金屬腐蝕在1975年受到700億美元的損失，占到美國國民生產(chǎn)總值的5%，直到現(xiàn)在美國每年因為金屬腐蝕帶來的經(jīng)濟損失超過國民生產(chǎn)總值的5%。我國在1999年因為金屬腐蝕而造成的損失超過3000億元。由此可以看出，無論是現(xiàn)在還是過去，金屬腐蝕給我造成的巨大的損失，但是金屬材料優(yōu)越的機械性能又是其他工程材料短期內(nèi)難以替代的，研究金屬腐蝕防護措施和方法來延緩金屬腐蝕，對于我國經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護具有十分重要的意義。

　　二、金屬腐蝕的分類

　　金屬腐蝕是指金屬在外界環(huán)境和金屬性能變化的共同作用下而引起金屬的變質(zhì)或者破壞，最終影響金屬的使用性能。按照金屬腐蝕的過程可以分為電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕;按照金屬腐蝕破壞形態(tài)和腐蝕區(qū)域的分布可以分為局部腐蝕和全部腐蝕;按照金屬腐蝕的環(huán)境條件可以分為常溫腐蝕、高溫腐蝕、濕腐蝕和干腐蝕等。

　　三、金屬腐蝕防護措施

　　1、隔離法。造成金屬腐蝕的重要原因是微電池作用，微電池的產(chǎn)生必須同時具有陰陽兩極。金屬腐蝕防護的首要措施就是將金屬的陽極同陰極隔離，使金屬陰陽兩極不能夠構(gòu)成微電池。常見的隔離方法有鈍化法、涂層法和電鍍法。

　　2、緩蝕劑法。金屬緩蝕劑防護法是一種常見的金屬防腐蝕措施。在金屬所處的環(huán)境中，加入少量的緩蝕劑，從而與金屬的表面發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，形成的保護膜能夠延緩金屬材料的腐蝕。緩蝕劑的使用過程中不需要專門的設(shè)備儀器，也不會改變金屬的性質(zhì)，因而緩蝕劑法具有適用性強和經(jīng)濟的特點。金屬緩蝕劑分為無機鹽和有機鹽，緩蝕劑通過同金屬腐蝕物發(fā)生反應(yīng)生成沉淀并覆蓋在金屬表面，形成保護膜。如果陽極緩蝕劑的量不足，范圍會加快金屬的腐蝕，陰極緩蝕劑能夠增加陰極極化，即使量不足能夠起到緩蝕的作用，因此緩蝕劑的使用必須要根據(jù)實際情況控制用量。

　　3、電化學(xué)保護法。電化學(xué)保護法師金屬腐蝕防護的重要措施之一，其原理是添加外部電流，致使金屬內(nèi)部的電位發(fā)生變化，起到抑制或者延緩金屬腐蝕的作用。電化學(xué)保護法分為陰極保護和陽極保護兩種，陽極保護是通過足夠的陽極電流，使金屬的電位變成鈍化狀態(tài)，陰極保護是通過足夠的陰極電流，使金屬電位發(fā)生陰極極化，從而實現(xiàn)阻止和延緩金屬溶解。

　　四、涂層法的研究現(xiàn)狀

　　筆者目前從事金屬表面處理、涂料處理等工作，下面結(jié)合當前工作內(nèi)容介紹涂層法的發(fā)展及現(xiàn)狀。金屬腐蝕防護的涂料必須具備以下幾個特征：第一，耐腐蝕性能強，涂層的物理和化學(xué)性能穩(wěn)定，不會被金屬腐蝕介質(zhì)溶脹，也不會被腐蝕介質(zhì)分解和破壞;第二，滲水性和透氣性要小，涂層內(nèi)的建筑受到腐蝕，其根本原因就是水和氧穿透涂層到金屬表面造成的，因此選擇涂層材料必須充分注意滲水性和透氣性;第三，涂料具有一定的機械強度和優(yōu)良的附著力，涂層能夠牢固地粘附在金屬表面是發(fā)揮涂層作用的關(guān)鍵，同時一定的機械強度能夠確保金屬表層承受一定強度的應(yīng)力。

　　目前使用的防腐涂料有酚醛樹脂防腐涂料、聚氨酯防腐涂料、環(huán)氧樹脂防腐涂料、過氧乙烯樹脂防腐涂料等，這些防腐涂料在較低溫度條件下具有良好的防腐效果，當溫度超過120度之后，這些防腐涂料則不能夠滿足防腐要求。因此研究具有優(yōu)異耐腐蝕性能和高穩(wěn)定性的防腐涂料對于金屬防腐來說顯得非常重要。

　　1、新型氟樹脂防腐涂料。有機分子結(jié)構(gòu)中存在氟元素的樹脂統(tǒng)稱為氟樹脂，結(jié)構(gòu)中存在穩(wěn)定的C—F，該化學(xué)鍵具有以下特征：鍵能大，遠遠超過C—H鍵;氟原子的半徑和極化率小。因此氟樹脂具有一些良好的性能，例如耐久性、耐高溫、耐化學(xué)腐蝕性、高絕緣性和低電解常數(shù)等特性，以氟樹脂為原料制成的化學(xué)涂料具有極強的化學(xué)惰性，能夠耐高溫、耐強酸和強堿等物質(zhì)的腐蝕，在40-200度范圍內(nèi)均可以使用。聚四氟乙烯樹脂涂料是應(yīng)用最早的樹脂涂料，具有耐化學(xué)品性，但是也存在明顯的缺點，熔點高和不溶于一些有機溶劑，制成的涂料孔隙率高，不能夠單獨作為防腐涂層，使用范圍受到一定的限制。為了彌補這些缺陷，先后出現(xiàn)了可溶性聚四氟乙烯樹脂、聚全氟乙丙烯樹脂、乙烯—四氟乙烯共聚物樹脂、聚氟乙烯樹脂和聚偏氟乙烯樹脂等為主要成份的涂料，在有機分子中引入官能團，增加了有機溶劑的溶解性和相容性，大大提升了涂料的防腐效果。

　　2、聚苯硫酸防腐涂料。美國1968年開發(fā)了聚苯硫醚樹脂為主要成份的涂料，這種樹脂是由硫和苯簡單交替鍵合，具有以下優(yōu)良特性：極高的熱穩(wěn)定性;優(yōu)異的耐腐蝕性，170度以下不溶于很多種類的有機溶劑，其耐腐蝕性僅次于氟樹脂;良好的粘合性能，對非金屬物質(zhì)的粘合性超強，尤其是對玻璃的粘合性超過玻璃的內(nèi)聚力;機械強度高，但是韌性和耐沖擊性比較差，需要改善。官從勝研究聚苯硫醚樹脂與氟樹脂共混改性的防腐涂料，表明復(fù)合防腐涂料的耐腐蝕性有了顯著提升，但是粘附性有所下降，可以通過分層過渡等方法來改善。

　　3、氯化聚醚防腐涂料。氯化聚醚樹脂又稱為聚氯醚樹脂，該樹脂中含氯量達到45.5%，氯原子以更為穩(wěn)定的氯甲基形式與主鏈的碳原子相連，由于碳原子結(jié)構(gòu)上不含有氫原子，該樹脂受熱之后不會釋放氯化氫等有害物質(zhì)。該結(jié)構(gòu)中不含有活性的官能團，這種樹脂具有優(yōu)良的耐腐蝕性和耐高溫性，對多種酸、堿、鹽等物質(zhì)都有良好的抗腐蝕能力，但是在-40度以下就會脆化，使用溫度的限制比較明顯。

　　4、聚苯胺防腐涂料。聚苯胺防腐涂料具有可逆的化學(xué)活性和高導(dǎo)電率，物理化學(xué)性能優(yōu)異，原材料和合成方法都比較簡單，以聚苯胺樹脂為主要原料的涂料大量出現(xiàn)。聚苯胺防腐涂料使用需要以低含量聚合物與聚苯胺配制成底漆，再用具有對水和離子有良好屏蔽作用的面漆配套使用，防腐效果更好。但是聚苯胺防腐涂料因為聚苯胺薄膜的多孔性，使得底層涂料的附著力較差，需要改善。

　　總結(jié)

　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進步，金屬材料的使用范圍和用量都會進一步擴大，因而金屬防腐對我們極為重要。常用的隔離法、緩蝕劑法和電化學(xué)保護法等防護手段在本質(zhì)上不能夠解決金屬腐蝕問題，研究新型的合金材料等防腐金屬材料才是解決金屬防腐蝕的最好途徑。

　　參考文獻

　　[1]張愛波，黃英，林起浪.耐高溫聚苯硫醚復(fù)合涂層性能的研究[J].宇航材料工藝，2002，(3)：36-39.

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