腐蝕造成的損失大于所有自然災(zāi)害的損失之和

      什么是腐蝕？　　

　　腐蝕是材料與周圍環(huán)境（介質(zhì)）之間發(fā)生作用所引起的破壞或變質(zhì)，如金屬在環(huán)境作用下發(fā)生銹蝕。金屬之所以會(huì)發(fā)生腐蝕是因?yàn)樗鼈冊(cè)诠ぷ鳝h(huán)境下化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定。自然界中除了銅和金、銀、鉑等貴金屬在常態(tài)下是金屬態(tài)以外，從礦石中提煉出來(lái)的其他所有金屬，在自然工作環(huán)境下它們都是非穩(wěn)態(tài)的。非金屬材料也會(huì)發(fā)生腐蝕，如涂料、塑料和橡膠的膨脹、變形、開(kāi)裂、老化等。

　　4月24日是世界腐蝕日，有一種說(shuō)法：比起驚天動(dòng)地的自然災(zāi)害，腐蝕的破壞力，悄無(wú)聲息，損失卻大于所有自然災(zāi)害之和。就讓我們一起來(lái)關(guān)注“腐蝕”。

　　無(wú)聲無(wú)息的威脅

　　世界腐蝕組織主席、中科院沈陽(yáng)分院院長(zhǎng)、國(guó)家金屬腐蝕控制工程技術(shù)研究中心主任、中科院金屬研究所研究員韓恩厚說(shuō)：“設(shè)立世界腐蝕日的宗旨是喚醒政府、工業(yè)界以及每個(gè)普通人，讓大家認(rèn)識(shí)到腐蝕的存在，認(rèn)識(shí)到由于腐蝕引起的經(jīng)濟(jì)損失。目前在各國(guó)每年的GDP中，腐蝕導(dǎo)致的損失約為4.3%（中國(guó)約達(dá)5%）?！?/span>

　　韓恩厚指出，腐蝕造成的損失大于所有自然災(zāi)害的損失之和，這已被全世界公認(rèn)。腐蝕導(dǎo)致工程裝備、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)以及基礎(chǔ)設(shè)施損壞，進(jìn)而引起災(zāi)難性事故。

　　2001年，四川宜賓市南門(mén)大橋轟然斷裂成三截，這座大橋預(yù)計(jì)使用壽命達(dá)百年，但實(shí)際僅僅使用了11年就發(fā)生斷裂，“事故原因是承重鋼纜的應(yīng)力腐蝕?！表n恩厚說(shuō)。

　　1981年，我國(guó)臺(tái)灣民航客機(jī)B-737在飛行中失事，失事原因是機(jī)身下部高強(qiáng)度鋁合金結(jié)構(gòu)件多處發(fā)生嚴(yán)重的晶間腐蝕和剝蝕，進(jìn)而形成裂紋。2013年青島管道爆炸，造成62人死、136人傷，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)7.5億，爆炸原因是腐蝕導(dǎo)致管道泄漏，而進(jìn)一步引起爆炸。

　　腐蝕不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，而且還會(huì)影響人類健康。韓恩厚例舉道：“腐蝕產(chǎn)生的重金屬離子還會(huì)污染飲用水、污染土壤和農(nóng)作物等，通過(guò)飲食攝入進(jìn)而影響人類健康?！?/span>

　　對(duì)此，美國(guó)、德國(guó)、日本、印度、中國(guó)等國(guó)家都有檢測(cè)證據(jù)。歐洲、紐約等地由于很多古老的雕塑和屋頂?shù)母g析出銅和鉛等離子，過(guò)去50年來(lái)使周圍土壤中的重金屬離子不斷升高。

　　今年世界腐蝕日科普活動(dòng)由世界腐蝕組織、中科院沈陽(yáng)分院、遼寧省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)聯(lián)合主辦，遼寧省科學(xué)技術(shù)館、中國(guó)材料研究學(xué)會(huì)、中科院金屬研究所承辦，主辦方和承辦方希望通過(guò)此活動(dòng)，倡議全民關(guān)注腐蝕問(wèn)題、重視腐蝕問(wèn)題、用科學(xué)的武器應(yīng)對(duì)腐蝕問(wèn)題。

　　想方設(shè)法地防腐

　　腐蝕是材料與周圍環(huán)境（介質(zhì)）之間發(fā)生作用所引起的破壞或變質(zhì)，如金屬在環(huán)境作用下發(fā)生銹蝕。

　　韓恩厚向記者解釋了金屬之所以會(huì)發(fā)生腐蝕，是因?yàn)樗鼈冊(cè)诠ぷ鳝h(huán)境下化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定。自然界中除了銅和金、銀、鉑等貴金屬在常態(tài)下是金屬態(tài)以外，從礦石中提煉出來(lái)的其他所有金屬，在自然工作環(huán)境下它們都是非穩(wěn)態(tài)的。非金屬材料也會(huì)發(fā)生腐蝕，如涂料、塑料和橡膠的膨脹、變形、開(kāi)裂、老化等。

　　韓恩厚列舉到，由于在月球環(huán)境與火星環(huán)境存在明顯差異，同樣是航天部件其耐腐蝕性的就有不同的要求。而看是同類材料使用環(huán)境不同，也需要調(diào)整。例如，我們?nèi)粘Ｉ钪杏玫牟讳P鋼在海水環(huán)境中不耐腐蝕，就需要使用耐海水腐蝕的不銹鋼。

　　因此，材料與環(huán)境的組合顯得很重要。無(wú)論是在自然環(huán)境（大氣、土壤、海水等）中使用的各類材料，還是在苛刻工業(yè)環(huán)境（石油化工、核電、火電等）中使用的各類材料，都需要開(kāi)展系統(tǒng)研究，掌握材料的腐蝕損傷規(guī)律，研發(fā)各類低成本環(huán)保型腐蝕控制技術(shù)，才能實(shí)現(xiàn)降低腐蝕損失的目的。

　　“調(diào)整鋼鐵材料中的化學(xué)元素成分、微觀結(jié)構(gòu)、腐蝕產(chǎn)物膜的性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)降低電化學(xué)反應(yīng)速度，從而可以顯著改善鋼鐵的耐腐蝕性?！表n恩厚說(shuō)道，“我們的科研人員正在探究材料與環(huán)境的搭配關(guān)系，進(jìn)行合理選材來(lái)對(duì)抗腐蝕?！?/span>

　　韓恩厚還帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)研究出納米復(fù)合涂料與鍍層，即在金屬表面涂覆一層耐水、氧、離子滲透的材料（非金屬或耐腐蝕金屬），起到把腐蝕性介質(zhì)與材料隔離的作用，目前團(tuán)隊(duì)研發(fā)的納米復(fù)合涂料已經(jīng)用于多項(xiàng)工程。

　　造福人類的利用

　　雖然腐蝕給人類生產(chǎn)生活帶來(lái)了巨大的傷害，但事物具有兩面性，腐蝕在善加利用之后也給可以造福人類。

　　韓恩厚舉了一個(gè)最常見(jiàn)的例子就是儲(chǔ)水式電熱水器里的鎂棒，鎂棒具有減緩水堿、水垢對(duì)熱水器內(nèi)膽的腐蝕，其原理是給熱水器內(nèi)膽找了一個(gè)擋箭牌，讓所有腐蝕由鎂棒這個(gè)擋箭牌來(lái)完成，等它犧牲后再找一個(gè)新的擋箭牌，因此鎂棒需要定期更換。

　　在醫(yī)用領(lǐng)域，可降解鎂合金心血管支架也是腐蝕的有效應(yīng)用。在植入體內(nèi)環(huán)境初期，可降解鎂合金心血管支架會(huì)對(duì)病變血管起到一定的支撐作用，防止病變血管發(fā)生負(fù)性重構(gòu)。隨著植入時(shí)間的延長(zhǎng)，支架會(huì)發(fā)生緩慢的腐蝕而降解，多余的腐蝕產(chǎn)物會(huì)通過(guò)人體正常新陳代謝排出，這樣可以有效避免在植入的后期，由于支架對(duì)血管壁的刺激而導(dǎo)致內(nèi)膜增生及再狹窄的發(fā)生。

　　此外，鎂合金還可以作為骨固定材料。目前，應(yīng)用于骨板、骨釘?shù)纳镝t(yī)用材料主要是鈦以及鈦合金、不銹鋼等，但這些材料在人體內(nèi)是不可降解的。鎂合金不僅具有良好的力學(xué)性能與生物安全性，在使用一定時(shí)間后該合金能自動(dòng)消失，避免了傳統(tǒng)上需要進(jìn)行二次手術(shù)，取出固定物對(duì)患者造成的痛苦及經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

　　在工業(yè)領(lǐng)域，利用銅刻蝕技術(shù)來(lái)制作電路板的原理就是利用銅在三氯化鐵溶液中的腐蝕作用，將銅箔鍍?cè)谟呻娔?、纖維編織布及環(huán)氧樹(shù)脂壓制而成的絕緣板材上，然后使用硝基磁漆涂覆需要保護(hù)的部分，再用三氯化鐵溶液刻蝕掉未被涂覆硝基磁漆的部分，將硝基磁漆溶解掉后，就得到了人們所需的電路板。再比如可利用TIS-NM的金屬防腐蝕涂層材料可以使金屬表面形成一層保護(hù)膜，可以使電子元件管腳等金屬表面的防腐蝕，也可以運(yùn)用在不銹鋼及其它有色金屬表面，具有持久防腐蝕，抗鹽霧，耐酸堿等功效。

　　“當(dāng)然腐蝕還有許多其他應(yīng)用，比如金相侵蝕、化學(xué)加工及電解拋光等?！表n恩厚希望通過(guò)科研人員的努力，一方面抑制有害的腐蝕，一方面又能利用有益的腐蝕。來(lái)自：中國(guó)科學(xué)院金屬研究所、《中國(guó)科學(xué)報(bào)》