材料腐蝕與防護(hù)綜述(編輯修改稿)
2024-12-12 00:18 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 900℃ ，僅當(dāng)采用硅瓦做表面防護(hù)層后，此計(jì)劃方得以實(shí)現(xiàn)。最近國內(nèi)外致力于發(fā)展的高超聲速馬赫數(shù)大 6航空器和航天器，其制約研究的瓶頸同樣是表面耐熱材料及涂層的問題。 腐蝕對武器裝備的安全可靠性和國防建設(shè)有著重要的影響。武器裝備不適應(yīng)預(yù)定腐蝕環(huán)境帶來的危害和造成經(jīng)濟(jì)損失或軍事失利的教訓(xùn)比比皆是，甚至是觸目驚心。因海洋等嚴(yán)酷腐蝕環(huán)境造成事故所占的比例相當(dāng)高。例如，美軍 F1 6 戰(zhàn)斗機(jī)違規(guī)使用石墨潤 滑脂導(dǎo)致發(fā)動機(jī)油路控制閥門的電子連接器電偶腐蝕，造成一個編隊(duì)中至少 7 架飛機(jī)失事。再加，我軍某艦載直升機(jī)的服役壽命不到陸上的 20％；某型飛機(jī)不適應(yīng)我國海南的濕熱環(huán)境．出勤率低于 20％；海軍航空兵在海南使用的某型發(fā)動機(jī)葉片工作 20 h 大部分就開始腐蝕，最短工作 6h 就開始腐蝕，導(dǎo)致飛機(jī)大面積停飛。我國某型高速魚雷快艇的銅合金螺旋槳因嚴(yán)重的空泡腐蝕。有的航行 8h 后螺旋槳就報廢。我海軍四艘魚雷快艇在一次戰(zhàn)斗中埋伏在某島嶼近兩周，其中一艘鋁殼艇就因腐蝕和海生物生長而無法開動，造成嚴(yán)重危險，所布放的水 雷也因腐蝕和海生物附著，致使引擎失效、雷體脫離錨系點(diǎn)而逐波漂流。我國南部沿海庫存的戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈有效期不到 10a；大潛深的潛艇密封和水密材料不適應(yīng)深水區(qū)的腐蝕環(huán)境而失效，造成危險；我國研制的某型鋁殼魚雷快艇，不到半年 7mm 厚的艇底板已腐蝕去 ，嚴(yán)重影響到該型艇的設(shè)計(jì)定型；海軍南海地區(qū)艦艇每次小修時更換腐蝕的鋼板達(dá)到 1／ 3，中修時的換板串超過一半 ……5 ．資源和能源的浪費(fèi) 統(tǒng)計(jì)表明．每年全球因設(shè)備和工程結(jié)構(gòu)腐蝕而報廢的金屬約占金屬年產(chǎn)量的 30％，其中 1／ 3 完全無法回收，這樣全世界每年就有上億噸 的金屬，因腐蝕而損耗掉了，僅我國每年因腐蝕報廢的鋼鐵就相當(dāng)于上海寶鋼全年的產(chǎn)量。據(jù)推測，在英國平均每 90 s 就有 1t鋼因腐蝕而完全變成鐵銹，速度十分驚人。地球上的資源是有限的，有人預(yù)測按目前的探測儲量和開采速度， Fe， Al， Cu， Zn， Mo， Ag，Cr， U 和 Ti 的可開采年數(shù)分別僅有 109a， 35a， 24a． 18a， 36a， 14a， 112a， 44a 和 11a。腐蝕不僅浪費(fèi)了材料資源，而且也耗費(fèi)了生產(chǎn)材料時所需要的能源和水源等。例如，把鐵礦石冶煉成 lt 鋼鐵所耗電能，以英國消費(fèi)水平推算，足夠一 般家庭 3 個月生活的使用，因此，腐蝕造成的能源損失也是巨大的。二、腐蝕控制及其重要性 由上面的介紹可以看出，腐蝕造成的危害極大，不僅帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而且給人類賴以生存的環(huán)境造成嚴(yán)重的污染以及資源和能源的嚴(yán)重?fù)p耗，與當(dāng)今全球倡導(dǎo)的可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略相抵觸。因此，學(xué)習(xí)和研究腐蝕的基本原理，減緩和控制腐蝕破壞的發(fā)生，不僅有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，而且有巨大的社會效益，同時對促進(jìn)新技術(shù)、新工藝的發(fā)展也是必不可缺的。實(shí)際上，經(jīng)過人類與腐蝕現(xiàn)象的長期斗爭，通過對腐蝕行為、機(jī)理和規(guī)律較為廣泛、深入的研究，已經(jīng)建立了一定的基礎(chǔ) 理論，并通過借助相關(guān)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，探索出了一系列行之有效的腐蝕控制方法，并已成功地應(yīng)用于材料和工程設(shè)備的腐蝕防護(hù)。目前用于控制腐蝕的基本方法可以概括為以下幾個方面： 1合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 針對具體的工程結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品，通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)包括整體的和細(xì)節(jié)的，實(shí)現(xiàn)控制腐蝕的目的。 2正確選材和發(fā)展新型耐蝕材料。根據(jù)設(shè)備和工程結(jié)構(gòu)的具體工況條件，正確選用工程材料；在目前材料難以滿足具體應(yīng)用背景下，必須發(fā)展新型耐蝕材料。 3采用合理的表面工程技術(shù)。通過合理選用表面涂鍍層和改性技術(shù)通過物理的或化學(xué)的手段，改變材 料表面的結(jié)構(gòu)、力學(xué)狀態(tài)、化學(xué)成分等，達(dá)到抗腐蝕或隔離材料與腐蝕環(huán)境的目的。當(dāng)目前的表面技術(shù)難以滿足具體應(yīng)用要求時，需要開發(fā)新型技術(shù)。 4改善環(huán)境和合理使用緩蝕劑。采取各種技術(shù)措施和手段，降低環(huán)境的腐蝕性，例如，工業(yè)生產(chǎn)中采用的脫氣、除氧、脫鹽和降溫處理等措施，或?qū)⒏g控制對象置入干燥的、腐蝕性低的環(huán)境之中的做法。在合適的工況條件下如封閉或循環(huán)的體系中添加恰當(dāng)?shù)木徫g劑也可達(dá)到有效地控制腐蝕的目的。 5電化學(xué)保護(hù)。對于電化學(xué)原因?qū)е碌母g，可以采用陰極保護(hù)或陽極保護(hù)的措施。實(shí)際中常常根據(jù)具體情況采用上述方法中的 兩種或兩種以上的方法，進(jìn)行綜合保護(hù)，這樣可獲得更好的效果。同時，腐蝕現(xiàn)象不僅僅是材料自身的問題，它涉及設(shè)計(jì)、選材、制造、儲存、運(yùn)輸、安裝、運(yùn)行、維護(hù)、維修和管理等
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