金属腐蚀理论及腐蚀控制(龚敏)

本书选择结构材料中应用最多的金属材料为主要对象，重点介绍金属腐蚀的原理、规律、影响因素等。在腐蚀控制部分选择了石油化工行业中防腐蚀工程的一些典型案例和防腐蚀措施，突出理论与实践的结合。
本书可供材料及相关专业本科及研究生教学使用，也可作工程技术人员和施工人员的参考用书。

第一篇　金属腐蚀原理
　　第1章　绪论
　　1.1　腐蚀
　　1.1.1　腐蚀的定义
　　在近几十年中，腐蚀科学有了很大的发展，在腐蚀理论和解决实际腐蚀问题等方面都取得了许多重大的成果。同时，关于“腐蚀”这个专业术语定义的讨论也一直没有停止过。
　　下面引用两个定义进行说明。
　　·美国全国腐蚀工程协会（NACE）在1985年公布的“腐蚀术语汇编”中对腐蚀的定义如下。
　　腐蚀：材料（通常是金属）由于和周围环境的作用而造成的破坏。
　　·国际标准化组织（ISO）在1986年公布的“金属与合金的腐蚀——术语及定义”（ISO 8044）中对腐蚀的定义如下。
　　腐蚀：金属和环境之间的物理化学作用。这种作用引起金属性能的变化，常常导致金属、环境或其构成的技术体系发生功能损害。
　　对于腐蚀的对象，过去长期以来都局限在金属材料，人们对金属的腐蚀及其防护进行了大量的深入研究。因为金属材料一直是机器设备主要的结构材料，而非金属材料的应用仅仅作为对金属腐蚀的防护手段。但是，从20世纪60年代以来，随着无机材料和高分子材料的迅速发展，非金属材料的应用越来越多，不仅作为覆层材料，而且作为整体结构材料，进入结构材料的行列。非金属材料在环境作用下同样存在腐蚀问题。不少腐蚀学研究者指出，非金属材料的腐蚀与金属材料的腐蚀有着许多相同的地方，因此建议将腐蚀的定义扩大到非金属材料。NACE的定义反映了这一个认识。当然，就目前而言，金属材料仍然是机器设备主要的结构材料，特别是钢铁，可以说没有钢铁就没有现代工业、现代农业、现代国防和现代交通运输，而且非金属材料与环境的作用和金属的腐蚀有着本质的差别，这可能就是ISO的定义中将腐蚀局限在金属材料的原因。
　　关于金属材料与环境相互作用的性质，ISO定义中规定为物理化学作用，这包括化学作用和电化学反应。绝大多数金属腐蚀过程都是金属与环境发生化学反应或（和）电化学反应，特别是电化学反应更为普遍。后文我们会看到，金属在水溶液中（包括表面有一层水膜的情况）的腐蚀都具有电化学反应性质。不过，也有不少学者提出应将腐蚀的定义扩大到一切相互作用，比如物理溶解、辐照等。金属在液态金属、某些熔碱、熔盐中会由于发生物理溶解而减少，也应属于腐蚀作用。当然，这种性质的相互作用的实例是比较少的。
　　……