腐蝕造成的損失大于所有自然災害的損失之和

      什么是腐蝕？　　

　　腐蝕是材料與周圍環境（介質）之間發生作用所引起的破壞或變質，如金屬在環境作用下發生銹蝕。金屬之所以會發生腐蝕是因為它們在工作環境下化學性質不穩定。自然界中除了銅和金、銀、鉑等貴金屬在常態下是金屬態以外，從礦石中提煉出來的其他所有金屬，在自然工作環境下它們都是非穩態的。非金屬材料也會發生腐蝕，如涂料、塑料和橡膠的膨脹、變形、開裂、老化等。

　　4月24日是世界腐蝕日，有一種說法：比起驚天動地的自然災害，腐蝕的破壞力，悄無聲息，損失卻大于所有自然災害之和。就讓我們一起來關注“腐蝕”。

　　無聲無息的威脅

　　世界腐蝕組織主席、中科院沈陽分院院長、國家金屬腐蝕控制工程技術研究中心主任、中科院金屬研究所研究員韓恩厚說：“設立世界腐蝕日的宗旨是喚醒政府、工業界以及每個普通人，讓大家認識到腐蝕的存在，認識到由于腐蝕引起的經濟損失。目前在各國每年的GDP中，腐蝕導致的損失約為4.3%（中國約達5%）。”

　　韓恩厚指出，腐蝕造成的損失大于所有自然災害的損失之和，這已被全世界公認。腐蝕導致工程裝備、關鍵結構以及基礎設施損壞，進而引起災難性事故。

　　2001年，四川宜賓市南門大橋轟然斷裂成三截，這座大橋預計使用壽命達百年，但實際僅僅使用了11年就發生斷裂，“事故原因是承重鋼纜的應力腐蝕。”韓恩厚說。

　　1981年，我國臺灣民航客機B-737在飛行中失事，失事原因是機身下部高強度鋁合金結構件多處發生嚴重的晶間腐蝕和剝蝕，進而形成裂紋。2013年青島管道爆炸，造成62人死、136人傷，經濟損失達7.5億，爆炸原因是腐蝕導致管道泄漏，而進一步引起爆炸。

　　腐蝕不僅造成經濟損失，而且還會影響人類健康。韓恩厚例舉道：“腐蝕產生的重金屬離子還會污染飲用水、污染土壤和農作物等，通過飲食攝入進而影響人類健康。”

　　對此，美國、德國、日本、印度、中國等國家都有檢測證據。歐洲、紐約等地由于很多古老的雕塑和屋頂的腐蝕析出銅和鉛等離子，過去50年來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由世界腐蝕組織、中科院沈陽分院、遼寧省科學技術協會聯合主辦，遼寧省科學技術館、中國材料研究學會、中科院金屬研究所承辦，主辦方和承辦方希望通過此活動，倡議全民關注腐蝕問題、重視腐蝕問題、用科學的武器應對腐蝕問題。

　　想方設法地防腐

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

　　韓恩厚向記者解釋了金屬之所以會發生腐蝕，是因為它們在工作環境下化學性質不穩定。自然界中除了銅和金、銀、鉑等貴金屬在常態下是金屬態以外，從礦石中提煉出來的其他所有金屬，在自然工作環境下它們都是非穩態的。非金屬材料也會發生腐蝕，如涂料、塑料和橡膠的膨脹、變形、開裂、老化等。

　　韓恩厚列舉到，由于在月球環境與火星環境存在明顯差異，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境不同，也需要調整。例如，我們日常生活中用的不銹鋼在海水環境中不耐腐蝕，就需要使用耐海水腐蝕的不銹鋼。

　　因此，材料與環境的組合顯得很重要。無論是在自然環境（大氣、土壤、海水等）中使用的各類材料，還是在苛刻工業環境（石油化工、核電、火電等）中使用的各類材料，都需要開展系統研究，掌握材料的腐蝕損傷規律，研發各類低成本環保型腐蝕控制技術，才能實現降低腐蝕損失的目的。

　　“調整鋼鐵材料中的化學元素成分、微觀結構、腐蝕產物膜的性質，實現降低電化學反應速度，從而可以顯著改善鋼鐵的耐腐蝕性。”韓恩厚說道，“我們的科研人員正在探究材料與環境的搭配關系，進行合理選材來對抗腐蝕。”

　　韓恩厚還帶領科研團隊研究出納米復合涂料與鍍層，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），起到把腐蝕性介質與材料隔離的作用，目前團隊研發的納米復合涂料已經用于多項工程。

　　造福人類的利用

　　雖然腐蝕給人類生產生活帶來了巨大的傷害，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。

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

　　在醫用領域，可降解鎂合金心血管支架也是腐蝕的有效應用。在植入體內環境初期，可降解鎂合金心血管支架會對病變血管起到一定的支撐作用，防止病變血管發生負性重構。隨著植入時間的延長，支架會發生緩慢的腐蝕而降解，多余的腐蝕產物會通過人體正常新陳代謝排出，這樣可以有效避免在植入的后期，由于支架對血管壁的刺激而導致內膜增生及再狹窄的發生。

　　此外，鎂合金還可以作為骨固定材料。目前，應用于骨板、骨釘的生物醫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是不可降解的。鎂合金不僅具有良好的力學性能與生物安全性，在使用一定時間后該合金能自動消失，避免了傳統上需要進行二次手術，取出固定物對患者造成的痛苦及經濟負擔。

　　在工業領域，利用銅刻蝕技術來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，將銅箔鍍在由電木、纖維編織布及環氧樹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膜，可以使電子元件管腳等金屬表面的防腐蝕，也可以運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。

　　“當然腐蝕還有許多其他應用，比如金相侵蝕、化學加工及電解拋光等。”韓恩厚希望通過科研人員的努力，一方面抑制有害的腐蝕，一方面又能利用有益的腐蝕。來自：中國科學院金屬研究所、《中國科學報》