chemical corrosion

定義：金屬在非電化學作用下的腐蝕（氧化）過程。通常指在非電解質溶液及干燥氣體中，純化學作用引起的腐蝕。

學科：機械工程_機械表面與界面_腐蝕與防護

相關名詞：氣體腐蝕 海洋腐蝕 防蝕

圖片來源：視覺中國

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從距今四千多年前的青銅器，到后來逐漸發(fā)展出的鐵器，再到近代出現的鋁、不銹鋼等“年輕”的金屬，人類社會的發(fā)展無時無刻不伴隨著金屬制品的演化。然而，常見的鋁、鎂等活潑金屬放在空氣中一段時間之后，便會出現一層不易察覺的“氧化膜”。這是因為金屬被空氣中的氧氣氧化，而這就是化學腐蝕的本質。

化學腐蝕理論體系最早是由英國冶金科學家羅伯特·艾文斯提出，他于二十世紀初期建立了腐蝕極化圖，提出了混合電位理論。之后，比利時科學家瑪索·泡佩克斯創(chuàng)立了以電勢E為縱坐標pH值為橫坐標，描繪元素-水系中各種反應的平衡條件圖，從而可以清晰了解各類金屬在不同環(huán)境體系中的腐蝕過程。到二十世紀中葉，美國科學家赫伯特·尤利格編著了腐蝕科學手冊，其收錄了各種金屬的腐蝕特性，為化學腐蝕的深入研究提供了參考依據。

金屬在氣體環(huán)境或海洋環(huán)境中，會自發(fā)產生化學反應，造成金屬發(fā)生氣體腐蝕或海洋腐蝕，形成一層極薄的氧化膜。隨著金屬繼續(xù)與外部介質發(fā)生反應，金屬氧化膜的厚度不斷增加。因為有氧化膜的存在，金屬被外部氧化膜保護，減慢了內部金屬的腐蝕速度。然而氧化膜的存在并非對所有金屬都起到積極的保護作用，若氧化物結構疏松，反應介質會加速進入金屬內部，因此對金屬本體產生負面影響。

金屬發(fā)生化學腐蝕是一個自發(fā)進行的冶金的逆過程，在腐蝕環(huán)境中，金屬有著向更低能量穩(wěn)定狀態(tài)轉化的趨勢。因此，選擇合適的方法對金屬進行防蝕保護具有重要的意義。

目前，我國金屬防腐蝕產業(yè)綜合實力不斷增強，2019年，我國防腐蝕工程產值規(guī)模332.5億元，同比增長19.2%；2020年，我國防腐蝕工程產值規(guī)模355.1億元，同比增長6.8%；2021年上半年，我國防腐蝕工程產值規(guī)模219.6億元，同比增長23.7%。相信在未來，我國金屬防腐蝕產業(yè)將會以更快的速度蓬勃發(fā)展，為解決金屬化學腐蝕問題提供更好的思路。

（延伸閱讀作者：大連理工大學機械工程學院教授 劉新）

責任編輯：張鵬輝