世界腐蝕日——鎂合金腐蝕防護成為航天應用的關鍵技術難題

今年的4月24日是第九個“世界腐蝕日”。近日，由世界腐蝕組織、中國科學院沈陽分院、省科學技術協(xié)會主辦，中國科學院金屬研究所等單位在遼寧省科技館舉行了“世界腐蝕日”科普宣傳活動。

　　活動以“關注腐蝕危害，建設宜居環(huán)境”為主題，通過科普報告、“走進腐蝕世界”科普展覽、“趣味腐蝕現(xiàn)象”系列科普實驗、與企業(yè)進行腐蝕領域項目對接、科學體驗營及科普知識問答等活動，向社會公眾普及腐蝕給我們的生活帶來的利與弊，學習如何控制腐蝕，提高腐蝕防護意識。

　　“世界腐蝕日”是由世界腐蝕組織發(fā)起設立，世界腐蝕組織是經(jīng)過聯(lián)合國認定的非政府組織，其使命是推動和促進腐蝕控制的教育和實踐，為取得社會效益與經(jīng)濟效益、節(jié)約資源、保護環(huán)境做貢獻，其任務是提升公眾對腐蝕和腐蝕控制的了解、重視以及如何用科學辦法解決腐蝕問題，甄別世界范圍內(nèi)的腐蝕管理實踐、為政府、工業(yè)界和有關團體推薦腐蝕控制的專家、推進腐蝕領域的世界通用標準。

　　活動中，世界腐蝕組織主席、中國科學院沈陽分院院長、中國科學院金屬研究所研究員韓恩厚做了“腐蝕——人類的重要課題”的報告。從什么是腐蝕、腐蝕給我們?nèi)粘Ｉ顜淼耐{、對國家的重大工程如航天、核電、油氣、高鐵和橋梁等造成的重要影響，以及如何控制和利用腐蝕等方面進行了全面的介紹。

　　長時間不用的廚具

　　表面涂一層食用油

　　你是否為銹跡斑斑的鐵鍋頭痛?你是否看到銹蝕的水龍頭就覺得難受?你是否在意下水管道的蝕孔隨時可能導致廚房發(fā)水?廚房是一處非常容易發(fā)生腐蝕的地方，如果你在日常生活中沒有注意各種廚具的使用，很多腐蝕小問題就會接踵而至。

　　腐蝕，不僅會讓锃光瓦亮的廚房顯得破舊不堪，而且廚具也會減少使用壽命，造成資源的浪費。同時，有些金屬的腐蝕會釋放對人體有害的物質，甚至會在你做菜做飯的過程中直接滲入到你和家人的飲食中，是身體健康的一大隱患。

　　那么，這些腐蝕是如何發(fā)生的呢?

　　據(jù)介紹，生銹主要是電化學腐蝕和空氣氧化的作用，純凈的金屬或是活潑的金屬主要是由于金屬表面與空氣中的氧氣發(fā)生了氧化反應的結果，在金屬表面生成了金屬氧化物，也就是銹。如果金屬中含有較多的雜質，這些雜質就會和金屬形成化學原電池，發(fā)生電化學腐蝕，從而將金屬氧化生成金屬氧化物。例如：鐵生銹之后產(chǎn)生的氧化膜稀松，加大了水和氧與鐵的接觸，進一步加速了銹蝕的過程。

　　專家介紹，其實腐蝕也沒有那么可怕，只需要在生活中注意一些竅門。銹蝕的過程中需要金屬與水和空氣的共同作用，所以廚具在清洗之后一定要擦干后放好，避免水分的蓄積。

　　在清洗廚具的過程中，不能用強堿性或強氧化性的蘇打、漂白粉、洗滌劑等進行長時間洗滌，避免這些物質與金屬發(fā)生反應，加速腐蝕的速度。

　　不宜長時間將食物放置于金屬廚具中，避免金屬中的有毒物質滲入食物中。

　　長時間不用的廚具可以表面涂一層食用油，避免廚具與水和空氣的直接接觸。

　　中國航天器

　　穿“沈陽造”防腐保護衣

　　不僅是家居生活會遇到腐蝕問題，如果航天器在如此復雜的太空環(huán)境中長期運行，腐蝕也無法避免的。

　　據(jù)介紹，控制航天器在太空中發(fā)生腐蝕的主要方法包括：選擇和發(fā)展耐熱、耐極低溫、耐熱震、抗疲勞、抗腐蝕的高性能材料;采用涂層和涂料技術。對于航天器外部腐蝕控制，最重要的技術是防護涂層，如電鍍、化學鍍、真空離子鍍、陽極氧化、化學氣相沉積、涂料等。通過表面處理技術形成新的表面，可有效提高結構的耐高溫、隔熱、抗腐蝕、抗氧化等性能。

　　我國的眾多航天器型號都需要解決腐蝕防護問題，包括地面存放時不發(fā)生腐蝕，太空使用環(huán)境中要能抵抗太空原子氧腐蝕，同時要滿足電磁屏蔽、冷熱循環(huán)等綜合性能要求。為了實現(xiàn)減重，航天器使用大量輕合金，鎂合金是減重常用材料，但其腐蝕問題成為關鍵技術難題。

　　中國科學院金屬研究所這方面做了很多工作，科研團隊自主研發(fā)的鎂合金化學鍍技術滿足了若干航天器的使用要求。

　　此外，針對不同使用條件下部件對耐腐蝕性的不同要求，金屬所科研人員研究的鎂合金自封孔型微弧氧化技術耐蝕性比傳統(tǒng)技術提高4～5倍，可同時滿足地面儲存耐腐蝕、使用時高低溫、強輻射等綜合性能要求，已在長征系列運載火箭的鎂質貫組支架上使用。