腐蚀造成的损失大于所有自然灾害的损失之和

      什么是腐蚀？　　

　　腐蚀是材料与周围环境（介质）之间发生作用所引起的破坏或变质，如金属在环境作用下发生锈蚀。金属之所以会发生腐蚀是因为它们在工作环境下化学性质不稳定。自然界中除了铜和金、银、铂等贵金属在常态下是金属态以外，从矿石中提炼出来的其他所有金属，在自然工作环境下它们都是非稳态的。非金属材料也会发生腐蚀，如涂料、塑料和橡胶的膨胀、变形、开裂、老化等。

　　4月24日是世界腐蚀日，有一种说法：比起惊天动地的自然灾害，腐蚀的破坏力，悄无声息，损失却大于所有自然灾害之和。就让我们一起来关注“腐蚀”。

　　无声无息的威胁

　　世界腐蚀组织主席、中科院沈阳分院院长、国家金属腐蚀控制工程技术研究中心主任、中科院金属研究所研究员韩恩厚说：“设立世界腐蚀日的宗旨是唤醒政府、工业界以及每个普通人，让大家认识到腐蚀的存在，认识到由于腐蚀引起的经济损失。目前在各国每年的GDP中，腐蚀导致的损失约为4.3%（中国约达5%）。”

　　韩恩厚指出，腐蚀造成的损失大于所有自然灾害的损失之和，这已被全世界公认。腐蚀导致工程装备、关键结构以及基础设施损坏，进而引起灾难性事故。

　　2001年，四川宜宾市南门大桥轰然断裂成三截，这座大桥预计使用寿命达百年，但实际仅仅使用了11年就发生断裂，“事故原因是承重钢缆的应力腐蚀。”韩恩厚说。

　　1981年，我国台湾民航客机B-737在飞行中失事，失事原因是机身下部高强度铝合金结构件多处发生严重的晶间腐蚀和剥蚀，进而形成裂纹。2013年青岛管道爆炸，造成62人死、136人伤，经济损失达7.5亿，爆炸原因是腐蚀导致管道泄漏，而进一步引起爆炸。

　　腐蚀不仅造成经济损失，而且还会影响人类健康。韩恩厚例举道：“腐蚀产生的重金属离子还会污染饮用水、污染土壤和农作物等，通过饮食摄入进而影响人类健康。”

　　对此，美国、德国、日本、印度、中国等国家都有检测证据。欧洲、纽约等地由于很多古老的雕塑和屋顶的腐蚀析出铜和铅等离子，过去50年来使周围土壤中的重金属离子不断升高。

　　今年世界腐蚀日科普活动由世界腐蚀组织、中科院沈阳分院、辽宁省科学技术协会联合主办，辽宁省科学技术馆、中国材料研究学会、中科院金属研究所承办，主办方和承办方希望通过此活动，倡议全民关注腐蚀问题、重视腐蚀问题、用科学的武器应对腐蚀问题。

　　想方设法地防腐

　　腐蚀是材料与周围环境（介质）之间发生作用所引起的破坏或变质，如金属在环境作用下发生锈蚀。

　　韩恩厚向记者解释了金属之所以会发生腐蚀，是因为它们在工作环境下化学性质不稳定。自然界中除了铜和金、银、铂等贵金属在常态下是金属态以外，从矿石中提炼出来的其他所有金属，在自然工作环境下它们都是非稳态的。非金属材料也会发生腐蚀，如涂料、塑料和橡胶的膨胀、变形、开裂、老化等。

　　韩恩厚列举到，由于在月球环境与火星环境存在明显差异，同样是航天部件其耐腐蚀性的就有不同的要求。而看是同类材料使用环境不同，也需要调整。例如，我们日常生活中用的不锈钢在海水环境中不耐腐蚀，就需要使用耐海水腐蚀的不锈钢。

　　因此，材料与环境的组合显得很重要。无论是在自然环境（大气、土壤、海水等）中使用的各类材料，还是在苛刻工业环境（石油化工、核电、火电等）中使用的各类材料，都需要开展系统研究，掌握材料的腐蚀损伤规律，研发各类低成本环保型腐蚀控制技术，才能实现降低腐蚀损失的目的。

　　“调整钢铁材料中的化学元素成分、微观结构、腐蚀产物膜的性质，实现降低电化学反应速度，从而可以显著改善钢铁的耐腐蚀性。”韩恩厚说道，“我们的科研人员正在探究材料与环境的搭配关系，进行合理选材来对抗腐蚀。”

　　韩恩厚还带领科研团队研究出纳米复合涂料与镀层，即在金属表面涂覆一层耐水、氧、离子渗透的材料（非金属或耐腐蚀金属），起到把腐蚀性介质与材料隔离的作用，目前团队研发的纳米复合涂料已经用于多项工程。

　　造福人类的利用

　　虽然腐蚀给人类生产生活带来了巨大的伤害，但事物具有两面性，腐蚀在善加利用之后也给可以造福人类。

　　韩恩厚举了一个最常见的例子就是储水式电热水器里的镁棒，镁棒具有减缓水碱、水垢对热水器内胆的腐蚀，其原理是给热水器内胆找了一个挡箭牌，让所有腐蚀由镁棒这个挡箭牌来完成，等它牺牲后再找一个新的挡箭牌，因此镁棒需要定期更换。

　　在医用领域，可降解镁合金心血管支架也是腐蚀的有效应用。在植入体内环境初期，可降解镁合金心血管支架会对病变血管起到一定的支撑作用，防止病变血管发生负性重构。随着植入时间的延长，支架会发生缓慢的腐蚀而降解，多余的腐蚀产物会通过人体正常新陈代谢排出，这样可以有效避免在植入的后期，由于支架对血管壁的刺激而导致内膜增生及再狭窄的发生。

　　此外，镁合金还可以作为骨固定材料。目前，应用于骨板、骨钉的生物医用材料主要是钛以及钛合金、不锈钢等，但这些材料在人体内是不可降解的。镁合金不仅具有良好的力学性能与生物安全性，在使用一定时间后该合金能自动消失，避免了传统上需要进行二次手术，取出固定物对患者造成的痛苦及经济负担。

　　在工业领域，利用铜刻蚀技术来制作电路板的原理就是利用铜在三氯化铁溶液中的腐蚀作用，将铜箔镀在由电木、纤维编织布及环氧树脂压制而成的绝缘板材上，然后使用硝基磁漆涂覆需要保护的部分，再用三氯化铁溶液刻蚀掉未被涂覆硝基磁漆的部分，将硝基磁漆溶解掉后，就得到了人们所需的电路板。再比如可利用TIS-NM的金属防腐蚀涂层材料可以使金属表面形成一层保护膜，可以使电子元件管脚等金属表面的防腐蚀，也可以运用在不锈钢及其它有色金属表面，具有持久防腐蚀，抗盐雾，耐酸碱等功效。

　　“当然腐蚀还有许多其他应用，比如金相侵蚀、化学加工及电解抛光等。”韩恩厚希望通过科研人员的努力，一方面抑制有害的腐蚀，一方面又能利用有益的腐蚀。来自：中国科学院金属研究所、《中国科学报》