防止金屬腐蝕的方法

除金、鉑等少數(shù)貴金屬之外，絕大多數(shù)金屬在空氣和水中都會受到腐蝕。防止金屬腐蝕的一個簡單原理，就是把金屬和腐蝕性的環(huán)境相隔離。防腐方法簡單歸納如下：
（1）非金屬保護層。將耐腐蝕的非金屬物質(zhì)，如油漆、噴漆、搪瓷、陶瓷、玻璃、瀝青、高分子材料（如塑料、橡膠、聚酯）等，涂在要保護的金屬表面上，使金屬與腐蝕介質(zhì)隔離。
（2）金屬保護層。用耐腐蝕性較強的金屬或合金，覆蓋被保護的金屬表面，覆蓋的方法有電鍍、熱噴鍍、真空鍍等。按防腐蝕的電化學(xué)性質(zhì)來說，保護層可分為陽極保護層和陰極保護層。陽極保護層金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電位比基體金屬低，例如鍍鋅鐵板，鋅為陽極，鐵為陰極。陰極保護層金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電位比基體金屬為高，例如鍍錫鐵板，錫為陰極，鐵為陽極。就保護層將金屬和環(huán)境隔離的作用而言，兩種保護層無原則區(qū)別。但當(dāng)保護層受到損壞變得不完整時，情況就不同了。如前所述，陰極保護層將使基體金屬成為陽極，造成孔蝕。陽極保護層，如鍍鋅鐵板，此時鋅為陽極，基體金屬鐵是陰極，受到腐蝕的是鍍層鋅，而非鐵。直到鍍層受到相當(dāng)大的破壞，不能對基體金屬起到保護作用時，基體金屬才開始腐蝕。

（3）電化學(xué)保護。

①犧牲陽極保護：將標(biāo)準(zhǔn)電極電位較低的金屬和需要保護的金屬連接起來，構(gòu)成電池。這時，需要保護的金屬因電極電位較高成為陰極，不受腐蝕，得到保護。另一個電極電位較低的金屬是陽極，被腐蝕。例如，海上航行的船舶，在船底四周鑲嵌鋅塊。這時，船體是陰極，受到保護，鋅塊是陽極，代替船體被腐蝕。這種保護法是保護了陰極，犧牲了陽極，故稱犧牲陽極保護法。

②陰極保護：這是利用外加電源來保護金屬。把需要保護的金屬接在負(fù)極上，成為陰極而免除腐蝕。另外取一些鐵塊接到正極上，使之成為陽極，讓其腐蝕，實際上也是犧牲陽極。和上面的方法所不同的是，這里由外電源提供電流，而不是由電池本身提供電流?；S的一些酸性溶液貯槽或管道，以及地下水管、輸油管等，常用這種方法防腐。

③陽極保護：這也是利用外加直流電源來保護金屬。但把需要保護的金屬接在正極上，成為陽極。按理這應(yīng)該加速金屬腐蝕。但對一些能形成保護性氧化膜的金屬，并非一定加速金屬腐蝕。相反，在適當(dāng)正的電位范圍內(nèi)，由于陽極上氧化作用加劇，在金屬表面上形成一個完整的氧化膜層，使金屬得到保護，腐蝕電流明顯下降。這種現(xiàn)象叫做金屬的電化學(xué)鈍化。陽極保護就是將能夠鈍化的金屬，在外加陽極電流的作用下，使其鈍化而得到保護。

（4）加緩蝕劑保護。

緩蝕劑是一種化學(xué)物質(zhì)，將它少量地加入到腐蝕介質(zhì)中，就可顯著地減小金屬腐蝕的速率。由于緩蝕劑用量少，簡便而且經(jīng)濟，故是一種常用的防腐手段。緩蝕劑通常分為三類。

①鈍化劑：一般是無機類的強氧化劑。例如，鉻酸鹽、硝酸鹽、鉬酸鹽等。它們的作用就是使腐蝕介質(zhì)具有更強的氧化性，使金屬表面保持完整的氧化膜。其作用和電化學(xué)的陽極保護異曲同工。

②有機緩蝕劑：其中包括酸洗緩蝕劑和抗蝕油脂。鋼鐵的酸洗是許多加工過程的必不可少的預(yù)處理工序，目的是除去鋼鐵表面的氧化物，但這個過程必然也會使金屬本身受到腐蝕。為了減少金屬的腐蝕，在酸洗時必須加入緩蝕劑。這種緩蝕劑通常有：鄰位和對位的甲苯硫脲、丙硫醚、二戊基胺、甲醛、對位硫甲酚等。其作用機理是：緩蝕劑被普遍地吸附于鋼鐵的表面，使得鋼鐵酸洗時引起腐蝕的電極反應(yīng)受到阻化。有的緩蝕劑可以提高氫的超電壓，使氫離子還原的陰極反應(yīng)受阻；有的緩蝕劑可使鐵氧化為二價鐵離子的反應(yīng)受阻，使陽極極化。但一般認(rèn)為，緩蝕劑可以同時減慢陰極和陽極的反應(yīng)，使鋼鐵的腐蝕速率明顯降低。

抗蝕油脂用于金屬材料和制件在運輸和貯藏期間的暫時防腐，它主要由油、脂或蠟等加入少量有機添加劑組成。這種有機添加劑一般是極性化合物，可吸附于金屬表面。其作用機理相似于酸洗緩蝕劑，所不同的是，要求抗蝕油脂中的添加劑在近中性的條件下發(fā)生作用，而酸洗緩蝕劑要求在酸性條件下發(fā)生作用。作為抗蝕油脂中的添加劑的有機物質(zhì)通常為：有機胺類、環(huán)烷酸鋅、各種石油產(chǎn)品氧化的產(chǎn)物、磺化油的堿金屬和堿土金屬的鹽等。

③氣相緩蝕劑：氣相緩蝕劑是一種能揮發(fā)，但蒸氣壓較低且其蒸氣具有防腐作用的物質(zhì)。它主要用于重要機器零件（如軸承等）在貯藏和運輸過程中的防腐。其防腐機理并不十分清楚，主要還是和氣相緩蝕劑在金屬表面的吸附有關(guān)。最有效也是使用最廣的一種氣相緩蝕劑是亞硝酸二環(huán)己烷基胺，這是一種無毒無氣味的白色結(jié)晶，揮發(fā)較慢，在較好的封閉包裝空間中，室溫下對鋼鐵制件可以有一年的有效防腐期。它的缺點是，會加速一些有色金屬如鋅、錳、鎘等的腐蝕，所以在使用時應(yīng)特別注意制件中有無有色金屬。