探讨金属材料防腐能力优化对策.doc

1、探讨金属材料防腐能力优化对策【摘要】金属元素具有很强的自由性，腐蚀更是一种普遍现象不能避免。因此，加强金属腐蚀的控制，延长其使用寿命，降低成本，提高效率非常重要。本文重点对金属材料的腐蚀现象以及控制措施进行分析，希望能够提供一些借鉴和参考。 【关键词】金属；腐蚀；现象；防腐 中图分类号：P755.3 文献标识码： A 一、前言 金属受到周围介质作用而出现损坏，就叫做金属腐蚀。当前，金属材质设备在社会经济发展中发挥着重要作用。金属腐蚀现象也是一种非常普遍的现象，给行业造成了很大的经济损失，也造成了很大的安全隐患。与此同时，金属腐蚀还造成了设备使用寿命的降低，增加了企业的成本，不利于经济的发展和进

2、步。因此，做好金属防腐工作，提高防腐能力非常重要。 二、常见的金属腐蚀现象 1、化学腐蚀现象 化学腐蚀现象主要是金属表面及其介质受到化学反应的影响，而产生的一种化学腐蚀现象。例如，将铜片放入到稀硫酸溶液内，将产生剧烈的化学反应，导致铜片慢慢被腐蚀消耗。在整个化学腐蚀现象中可以观察到，金属及其介质在相互接触时产生了一定的化学反应。针对这类金属腐蚀现象，可以采用喷涂法、热浸镀法等进行防护，以阻止金属及其介质之间化学反应继续发生，达到提高属防腐能力的目的。 2、电化学腐蚀现象 电化学腐蚀现象主要是指金属表面于其介质内产生一定的微电池，并引发电化反应，导致金属受到腐蚀破坏。在整个电化反应中，阳极电子将

3、失去电流及其阴极电子，与电化学基础理论相符合。金属电化学腐蚀可分为两种，即氧腐蚀和氢腐蚀。当金属材料长期暴露在相对潮湿的环境中时，其表面将形成一层薄薄的水膜，并与空气中的二氧化碳产生溶解反应，成为碳酸气体。在电化学腐蚀发生时，受到氧化的金属材料将成为原电池的一个负电子，转移到阳极电子上，而阳极电子受到由水膜溶解形成的杂质，具有良好的还原反应，因此可形成循环性的电化学腐蚀现象，对金属材料造成严重破坏。 三、金属材料的防腐措施 1、在金属表面覆盖保护层 （1）金属的磷化处理:钢铁产品的油、锈去除后,释放到磷酸盐溶液中被浸泡,磷化膜可以在金属表面层形成不溶于水的成分,这个过程被称为磷酸盐处理。磷化膜

4、呈暗灰色至黑灰色,厚度为 520Lm,在大气中耐腐蚀性好。该膜是一种多孔结构,具有较强的油漆吸附能力,如作为漆面的底部,其耐腐蚀的作用更加强大； （2）金属的氧化处理:钢铁产品通过 NaOH 和 NAN02 的混合溶液采取热处理,并在表面形成一层蓝色氧化膜(主要成分 Fe3O4),为了实现钢腐蚀的目的,这一过程被称为发蓝。这种氧化膜具有更大的灵活性和润滑性,不影响零件的精度。则精密仪器和光学仪器的零部件,如簧钢、薄钢板、细铁丝等均用于发蓝进行处理; （3）非金属涂层:塑料涂层的金属表面要优于喷漆效果。其塑料覆盖层致密光滑,具有亮丽的色彩。一并具有腐蚀和装饰的双重职能。搪瓷含有二氧化硅,是其含量

5、较高的玻璃搪瓷,极具优良的耐腐蚀性。 2、重防腐油漆涂装防腐技术 重防腐涂料具有外形美观、简单的涂层工艺,已被广泛沿用至今。根据涂装工艺的进展,涂料的重型防腐蚀是钢桥面防腐的重点,在这当中,无论是外国的名牌油漆,或是国产品牌的涂料,其防腐涂料的发展工艺和涂料品种都非常相似,是由多层涂层系统组成的,即底漆、中间漆和面漆。涂料品种都是环氧富锌底漆,包括环氧云母氧化铁中间漆、环氧聚氨酯或环氧各色面漆和氯化橡胶面漆等组成。在屏蔽作用中,涂料涂层把钢铁和腐蚀环境机械分离。在钝化 缓蚀作用中,在油漆涂料系统中,第一车间底漆的油漆层粘连对钢钝具有钝化缓蚀功能,杀菌作用非常微弱。在阴极保护作用中,在防腐蚀底漆

6、中,如添加锌粉,或富锌底漆,为钢铁提供阴极保护。 3、热喷涂防腐技术 （1）火焰喷涂:火焰喷涂是可燃气体的燃烧作为热源来熔化金属丝或粉末,并雾化、吹喷在摹体表面的方式,氧气和乙炔火焰的喷涂,是欧洲和北美的钢铁桥梁早期热喷涂的防腐喷涂,并取得了良好的防腐效果; （2）电弧喷涂:电弧喷涂防腐原理是运用电弧喷涂设备,对于两个带电的的金属丝采取加热、熔化、雾化、喷涂所形成的反腐蚀的涂层,外加有机封闭涂层的长效防腐复合涂层。 4、离子注入技术 离子注入法是在 20 世纪 70 年代产生的表面改性技术,和电镀、电离镀膜、化学气相沉积等一般的涂层技术非常不同,具有很大差异。它是用高能量的高速轰击,以改变表面

7、性质的一种新技术,在真空情况下,F 高能离子加速注入周体表面,可以改变或操纵其表面结构,可注入基材表面获得高度饱和固溶体、哑稳相、非晶态和平衡合金等不同组织结构,进而极大提高了摹体表面的耐腐蚀性。离子植入金属(或其他材料),以提高表面的化学特性(称为离子注入表面化学),可提高金属表面抗氧化耐腐蚀。在离子注入技术出现时,铝、镉合金表面改性已成为研究热点。近年来,离子注入技术已开始被应用到镁合金材料中,以提高其防腐性能。 5、热浸镀防腐技术 作为浸涂层的金属,是锌、锡、铅和铝等熔点低的金属。热浸电镀金属层厚度在一些腐蚀环境下长期使用,如镀锌、镀铝或其他特殊物质,或如镀锡和镀铅合金产品,作为特殊中介

8、防腐蚀的防腐涂料。热浸镀技术,包括热浸镀锡、热浸镀铅和热浸镀锌。热镀锡用作薄钢板和食品加工等的贮存容器;热镀铬主要用于化学腐蚀和涂层电缆;热镀铝主要用于钢铁部件抵御高温抗氧化等。此外,伴随采用防腐蚀涂料和控制生产成本越来越高,热浸镀正发展成为合金化镀层技术。 6、涂层防腐 丛巍等利用纳米技术对涂层防腐材料中的填料进行了改性，涂层的综合性能得到了较大的提高，在增加涂层的机械强度、硬度、附着力，提高耐老化性和耐候性等方面有显著的作用。李远利等研制的液态聚氨酯防腐涂料性能优越，能够满足任何地质状况输送条件及环境腐蚀的要求，施工性能好。涂层硬度高达 HS(D)8086，具有优异的耐磨性能，耐划伤耐拖拉

9、性能好，有一定韧性抗阴极剥离性能。黄微波等深入的研究了近年来兴起的高性能重防腐涂料-聚脲涂层(简称 SPUA)，为双组分。该涂层的优点是对环境无污染、无溶剂，其固化的速度快，环境湿度和温度对涂层的影响很小；膜弹性优良，同时在强度、耐侯性、热稳定性等方面表现出优异的性能，长期在户外使用该涂层发现其不开裂、不脱落，附着力好，因此具有优异的耐腐蚀性能。 7、表面防腐保护膜 防腐保护层主要是在金属表面上设置一层具有防腐特性的保护膜，以避免金属材料受到腐蚀破坏。其主要分为三种形式，即氧化处理、磷化处理及塑料涂层，具体如下： （1）氧化处理。例如，将钢铁材料放入到 NaOH 与 NAN02 混合而成的溶液

10、中，并对其进行热处理，使其表面覆盖有一层薄薄的氧化膜，以达到提高钢铁材料防腐能力的目的。通过这种氧化处理技术，不仅能够对金属材料起到良好的防腐作用，同时能够对金属设备性能和精确度不会造成影响，精密度较高仪器金属零部件中应用较为广泛，例如细铁丝、弹簧钢等。 （2）磷化处理。例如，将钢铁材料上存在的油垢、铁锈清除干净后，并放入到磷酸盐溶液内进行浸泡，并形成一层磷化膜，而磷化膜能够在金属材料的表面产生一种难溶于水的特殊成分，对金属材料进行有效防护。磷化膜通常呈现为黑灰色或者暗灰色，厚 520m，在空气环境中的耐腐蚀性较高。同时磷化膜具有多孔结构特点，对油漆的吸附性较强，使其耐腐蚀能力得到有效提升。

11、（3）塑料涂层。在金属材料表面防腐上，塑料涂层与喷漆层相比，不仅能够对金属材料表面起到良好的防腐作用，同时能够使涂层表明呈现出光滑亮泽的色彩，能够起到防腐与装饰双重效果。 八、结束语 总之，金属腐蚀所造成的危害是巨大的，而且这种现象也是普遍的，只要有金属的地方都会存在金属腐蚀的问题。同过本文论述，我们对提高金属防腐措施有一定的了解，对于指导金属防腐实践具有一定的指导性。尽管当前我国金属腐蚀处理技术有了很快的进步，但是与国际先进水平还存在一定的差距，需要不断完善。只要我们坚定信心，不断刻苦钻研，就一定能够使金属防腐技术实现更大的突破。 参考文献 1韩宝庭.金属的腐蚀与防腐蚀J.职业，2009（11）：9092. 2李润生.金属腐蚀与防护J.表面工程资讯，2010（04）：6567. 3明.表面保护防腐蚀技术进展C.腐蚀科学与防腐蚀工程技术新进展,1999. 4波.金属材料的腐蚀与防腐措施研究J.科海故事博览科教创新,2009.