腐蚀及其预防

腐蚀是一种自然过程，随着时间的推移，由于材料（特别是金属）与其环境中化学或电化学反应而逐渐恶化。虽然在讨论腐蚀时我们常常想到金属，但某些非金属材料也可能遭受类似的降解。了解腐蚀、其原因和预防方法对于保护建筑物、机器和日常产品中使用的材料很重要。

什么是腐蚀？

腐蚀是材料，特别是金属，与环境元素如氧、水、酸或盐反应而被逐渐破坏的过程。这种反应形成不良化合物，最终削弱材料，导致故障。

铁腐蚀的例子

最常见的腐蚀例子是铁或钢的生锈。铁在水的存在下与氧反应形成氧化铁，即常见的铁锈。化学反应如下所述：

4Fe + 3O 2 + 6H 2 O → 4Fe(OH) 3

铁锈在铁器表面呈现为剥落的棕色层，并且会不断扩散，除非被阻止。

生锈的原因

许多环境因素会导致腐蚀，包括但不限于以下内容：

• 湿气：水在生锈过程中起到重要作用。在潮湿环境中，加速锈蚀。
• 氧气：空气中的氧气及溶解在水中的氧气促进了金属的氧化。
• 盐：沿海地区的盐水作为电解质加速腐蚀过程。
• 酸和污染物：酸性条件会增加腐蚀速率。污染物如二氧化硫在湿气存在下可以形成酸。

腐蚀的类型

腐蚀根据环境条件和材料的不同可能会以不同形式出现。一些常见的类型包括：

均匀腐蚀

这是最常见的形式，其中锈均匀地蔓延在表面上。随着时间的推移，它均匀地削弱整块材料。

点蚀

点蚀发生在金属表面形成微小的孔或坑。这种局部攻击会在表面看不到明显损伤的情况下造成严重损坏。

电化学腐蚀

当两种不同的金属在电解质存在下相互接触时会发生这种情况。较为活泼的金属（阳极）比不上活泼的金属（阴极）腐蚀得更快。

应力腐蚀

当处于应力下的金属暴露在腐蚀环境中时，它可能会意外失效。拉应力和腐蚀组合会导致裂缝形成。

非金属腐蚀

尽管金属最常与腐蚀联系在一起，但非金属也会降解，尽管机制并不总是相同。例如，橡胶暴露在氧气中会开裂，塑料暴露在紫外线（UV）光下会降解。

防锈措施

防止腐蚀对于保持结构和产品的完整性和寿命很重要。以下是一些常见的方法：

涂层保护

涂上保护层，如油漆，可以将金属与环境因素隔离。这创建了一个屏障来防止水分和氧气与金属反应。

镀锌

镀锌是在钢或铁上涂一层锌。锌作为牺牲金属，首先锈蚀而不是铁。它提供了屏蔽保护和电化学保护。

阴极保护

这种方法涉及将需要保护的金属连接到活泼金属。例如，镁或锌棒用于保护钢结构。这些牺牲阳极会锈而不是铁。

金属合金

通过使用合金而不是纯金属可以提高耐腐蚀性。不锈钢就是一个例子，其中含有的铬形成保护性氧化层。

铁 + 铬（12%或更多）→ 不锈钢

设计修改

改进设计以避免水和污染物的积累可以有助于减少腐蚀。确保良好的排水和避免锋利的棱角可以减少易腐蚀的区域。

环境控制

控制存放材料的环境也可以延长其寿命。减少环境中的湿度、酸度或含盐量有助于减缓腐蚀。

常规维护

定期检查和维护可以早期发现腐蚀，并防止其扩散。清洁、重涂或更换零件可能是维护活动的一部分。

结论

腐蚀是一个影响金属和一些非金属的重大问题。其影响在安全和经济因素方面可能代价高昂。了解原因并实施预防措施可以大幅减少其影响，并增加材料和结构的寿命。

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