魏雄（蘇州熱工研究院有限公司 壽命中心 江蘇 蘇州215000）

一、 引言

在我們的生活中應(yīng)用和使用最多的金屬就屬鋼鐵了， 其腐蝕的類型和程度會隨著其腐蝕環(huán)境的不同而不同， 海洋是地球上對鋼鐵腐蝕較為嚴重的環(huán)境，再加上其占地球表面積的71%。在一般的大氣環(huán)境下， 金屬材料發(fā)生電化學腐蝕反應(yīng)就是大氣腐蝕。 大氣腐蝕對金屬材料的影響主要是由于大氣環(huán)境中的氧氣、 水份以及腐蝕性介質(zhì)對金屬的聯(lián)合作用而對其造成的電化學破壞， 因此在固體成績無的吸濕性較強并開始在金屬表面吸附時，就會使得金屬材料的表明加快形成薄液膜，即對金屬材料的電化學腐蝕程度產(chǎn)生了促進作用。

二、金屬的腐蝕斷裂機理

1.化學腐蝕和電化學腐蝕

金屬直接氧化就是金屬的電化學腐蝕， 其氧化在含意上是廣泛的，將金屬氧化物作為反應(yīng)物，同時也包括鹵化物、硫化物、氫氧化物以及其它類型的化合物。 金屬電子失去后就會從與其化合的物質(zhì)上得到電子， 而在化學腐蝕中定義的氧化是金屬腐蝕的一種形式， 電子在氧化的金屬與介質(zhì)中還原的物質(zhì)之間的得失情況是直接進行的，其氧化與還原是相聯(lián)系的，由于腐蝕產(chǎn)物膜對破裂逸散或流失，金屬表面則不斷會在氧化介質(zhì)中暴露，進而使得腐蝕繼續(xù)進行。 空氣是一個范圍非常廣泛的氧化介質(zhì)，其中氧作為主要的腐蝕成分， 若溫度更高則會使得氧化的過程更快。

2.金屬材料大氣腐蝕的特點

金屬材料受到大氣環(huán)境中的水份、 腐蝕性介質(zhì)以及氧氣等的共同作用而導致的破壞就是金屬材料的大氣腐蝕。 化學腐蝕只包括大氣在干燥無水份的環(huán)境下而使得金屬發(fā)生的硫化、氧化使其變色或者失去光澤等， 其余的大多數(shù)情況都是電化學腐蝕。 但其又不與金屬全浸在電解液中的電化學腐蝕相同，只是金屬在電解液膜下的一種電化學腐蝕。 大氣腐蝕根據(jù)其液膜厚度的差異而分為潮大氣腐蝕、濕大氣腐蝕和干大氣腐蝕。 氧是金屬發(fā)生電化學腐蝕時其在陰極的去級化劑， 大氣腐蝕的速率會受到金屬材料的表面水膜的干濕交替的頻率、 水膜厚度以及氧的擴散速度等。

3.腐蝕的影響因素

金屬表面形成的水膜會形成電化學腐蝕中的電解液成分，所以鋼鐵的大氣腐蝕更多是因為雨雪的作用，結(jié)露也是一樣，金屬腐蝕的速度在開始劇增時有一個濕度范圍，即臨界濕度。 而鋼的臨界濕度中多半取決于其溫度， 在該臨界濕度以下時其腐蝕的速度就很小。 而當其濕度固定時，則會受到氣溫的影響，隨著溫度的增高而加快腐蝕速度， 另外氣溫的高頻率和大幅度的變化也會導致金屬腐蝕加快。 大氣中固體顆粒以及氣體如NaCl 顆粒和燃燒的廢氣SO2 腐蝕性是很強的，所以，金屬腐蝕較嚴重的地區(qū)多事海邊的工業(yè)區(qū)。

三、液滴在海洋大氣中的腐蝕作用

1.液滴的形成途徑。 液滴的可能形成途徑共有三個：

①由主液滴溶液沿金屬表面遷移而來；

②金屬表面開始有來自氣相中的水氣分子在其上吸附和凝聚；

③水氣分子從主液滴蒸發(fā)出來后又在主液滴的附近的金屬表面以氣相環(huán)境為通道進行移動和吸附凝聚。

2.從三相線界面區(qū)性質(zhì)分析液滴形成機制

在主液滴層的邊緣部分發(fā)生的液滴現(xiàn)象有著較為復雜的多相體系，其包含液相和氣相、固相和液相之間的多界面關(guān)系。 根據(jù)液滴的形成過程來分析可得，液滴的主要由主液滴組成，而且氣相環(huán)境是其形成的路徑， 即主液滴邊緣部分的三相線界面與形成液滴有著很大聯(lián)系， 同時液滴產(chǎn)生又只在有極化電勢差體系中，三相界面就會是其負電區(qū)聚集陰極區(qū)，同時主液滴的中心部分則是其陽極大量正電荷的聚集地。 大量負電荷聚集在三相界面區(qū)，使三相微區(qū)的液固界面張力降低，而液固界面張力減小意味著三相界面區(qū)的主液滴邊緣液面的水分子受到的束縛力降低，液體更容易蒸發(fā)，從而使局部水汽達到過飽和，因而更容易在金屬的表面上形成液滴。

3.液滴在大氣腐蝕過程中的作用

1.液滴有陰極性的特點，是金屬在大氣腐蝕過程中的陰極部分， 液滴在增大時還會與其附近的液滴以及主液滴邊緣層之間形成交聯(lián)和匯聚， 進而使得這些部分都會與主液滴一同成為腐蝕中的陰極角色，并保護其所覆蓋的金屬表面的陰極，使得金屬表面的腐蝕局部化。 2.形成液滴后會加強金屬的表面潤濕程度，進而使得液膜的形成加快，更趨近于體系的形成，使得金屬表面形成液膜和其擴展的速度加快。 另外液滴還會擴展液膜，能夠使得金屬表面而處于不同區(qū)域的液膜開始擴展與交聯(lián)， 進而形成一個較大面積的連續(xù)性的大液膜，也就使得其腐蝕過程加快。

四、小結(jié)

數(shù)量較多的氣相是大氣腐蝕現(xiàn)象復雜的原因， 液相的少部分是在金屬相的表面共存的，其在電化學過程中發(fā)生轉(zhuǎn)移。 而作為這一體系中的特征現(xiàn)象， 液滴在人們開始認識大氣腐蝕過程中的一個發(fā)展和完善。 而且大氣腐蝕隨著發(fā)展開始逐漸深入，研究內(nèi)容從表層向深層次進入， 這也為我們研究大氣腐蝕帶來了很大的方便。

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