金屬和合金在現代社會發展中起著重要的作用。隨著社會的日益發展，對金屬/合金的要求越來越高，需要對其表面施加具有多功能性的涂層。比如為了使金屬及其合金在許多苛刻的工作條件下安全可靠地使用，必須使用涂層對其進行表面保護以及裝飾處理。事實上，大多數日常產品都采用合適涂層對其表面進行處理才具有可用性和商品性。對金屬/合金的表面處理可賦予材料表面保護，提高其可靠性，使其在保持經濟價值的同時還能抑制腐蝕，從而對經濟產生積極影響，有助于現代社會的健康可持續發展。

一、腐蝕的定義及類型

通常，腐蝕被定義為“材料通過與環境的相互反應而對金屬基體造成腐蝕”。說到腐蝕，一般是指金屬腐蝕，但是對于非金屬如陶瓷、水泥、塑料、橡膠等材料，暴露在各種環境下也會遭到破壞或失效，這些現象也屬于腐蝕。金屬腐蝕主要分為以下三大類：

1.溶液腐蝕；

2.其他流體腐蝕；

3.干腐蝕。

“溶液腐蝕”是指在潮濕/溶液環境中發生的金屬腐蝕。這種情況下的腐蝕幾乎都屬于電化學腐蝕過程，而且金屬表面發生兩次或更多次電化學反應就會產生溶液腐蝕。當金屬暴露在腐蝕性潮濕/溶液環境中時，金屬表面基本變成溶解物質或固定腐蝕產物等非金屬形式。隨著金屬氧化為更穩定的非金屬腐蝕產物，系統能量也隨之降低。金屬表面上均勻或不均勻地發生這種電化學過程時，該金屬就被成為“電極”，該導電溶液被稱為“電解質”。電化學典型的例子是鋼鐵生銹：鋼中的金屬鐵被氧化為一種稱為“銹”的非金屬形式。

“其他流體腐蝕”是指非水環境中的金屬/合金腐蝕，例如熔鹽腐蝕。此外，液態金屬也會發生腐蝕。在硝酸鹽、鹵化物、碳酸鹽、硫酸鹽。氫氧化物和氧化物等物質的熔融狀態下的熔鹽腐蝕可以通過以下幾種機制進行，進而對金屬/合金造成影響：

1.由于電化學侵蝕產生點蝕；

2.由于熱梯度引起的質量傳遞；

3.熔鹽與金屬合金的成分反應；

4.與熔鹽中的雜質反應。

除了熔鹽之外，金屬合金暴露于液態金屬環境也會產生嚴重的腐蝕現象。由于具有優良的傳熱性能，液態金屬在工業上經常作為高溫還原劑或作為冷卻劑使用。溶解、摻雜或間隙原子反應、合金化以及組分還原均可使液態金屬產生腐蝕現象。

“干腐蝕”是指暴露于空氣或其他腐蝕性氣體中的金屬/合金腐蝕。只有極少數集中金屬暴露在這些污染氣體中不會發生腐蝕，對于大多數金屬來說，暴露于較高溫度的氣體中會增加其腐蝕速率，產生腐蝕失效。

上面是對三種主要腐蝕類型進行了詳細的說明，現在重點分享潮濕或水溶液中常見的腐蝕形式。根據腐蝕金屬或合金的外觀，可以識別八種形式的腐蝕，具體如下：

1.均勻或全部腐蝕；

2.點蝕；

3.縫隙腐蝕（包括瘤狀或沉積腐蝕、絲狀腐蝕、泥狀腐蝕）；

4.電偶腐蝕；

5.沖刷腐蝕（空蝕或微動腐蝕）；

6.晶間腐蝕（敏化或剝落）；

7.脫合金腐蝕（脫鋅和石墨腐蝕）；

8.環境致裂（應力腐蝕開裂、腐蝕疲勞、氫損傷）。

通常，上面的這些腐蝕形式并不是各自分別發生的，在腐蝕過程中常常存在幾種腐蝕類型一起出現的情況。腐蝕可以發生肉眼可見的宏觀腐蝕現象，也可以發生肉眼不可見的微觀腐蝕現象。對于后一種肉眼不可見的腐蝕情況，需要借助高倍放大鏡進行檢查。如果通過肉眼可以觀察到腐蝕現象，就表明結構完整性已經收到破壞。

二、金屬腐蝕/預防的成本

目前，全球各國受腐蝕的影響十分嚴重，金屬腐蝕幾乎影響從基礎設施到制造業的所有工業部門，具體涵蓋如下：

1.基礎設施——公路橋梁、天然氣/液體輸送管道、水路/港口、機場、鐵路；

2.公用事業——天然氣分配、飲用水/下水道系統、電力設施、電信；

3.運輸——機動車輛、輪船、飛機、鐵路車輛、危險材料運輸；

4.生產/制造——石油/天然氣開采/生產、采礦、石油精煉、化學/石化/制藥、紙漿/造紙、農業生產、食品加工、電子、家用電器；

5.政府部門——國防、核廢料儲存等。

據統計，全球每年因金屬腐蝕造成的直接經濟損失高達7000億美元，是地震、水災、臺風等自然災害造成損失綜合的6倍。我國因金屬腐蝕造成的損失占國民生產總值（GNP）的4%左右，鋼鐵因腐蝕而報廢的數量約占鋼鐵當年產量的25%-30%。這些數據只是與腐蝕有關的直接損失數據，間接損失數據更是難以統計，甚至可以達到2-2.5萬元美元的驚人數字。

三、金屬防腐蝕方法

金屬防腐蝕的手段很多，如采用耐腐蝕金屬材料、電化學保護法、添加緩蝕劑、涂刷防腐蝕涂料等。其中，采用防腐蝕涂料比較普遍。這主要是由于采用涂料防腐蝕的使用范圍廣、施工方便、成本較低，而效果又較令人們滿意的緣故。防腐蝕涂料作為金屬防腐蝕的主要手段，全球各國多年來投入了大量的人力物力進行研究。

當前，在金屬防腐蝕涂料產品方面，英國、美國、德國和日本等發達國家仍處于首要地位。防腐蝕涂料的品種很多，重防腐類主要有納米復合樹脂、高分子樹脂、雜化改性樹脂、復合交織樹脂等，應用于不同嚴苛環境的防護。據報道，日本每年采用防腐蝕涂料所消耗的費用達2萬億日元，占各種防腐蝕措施總費用的65%左右，防腐蝕涂料在國民經濟建設中的地位可見一斑。我國通過幾十年的努力，在防腐蝕涂料領域也已取得了明顯的成果，以高技術納米復合樹脂、高分子樹脂、雜化改性樹脂、復合交織樹脂為基料的特種防護涂料已被開較廣的用于各種特殊工況防護工程中。