“氣溶膠”，你怕了嗎

大家好，我是你們的好朋友鋼鐵先生。你可別看我冷冰冰的，我也是有滿腔熱血的好青年，國家建設(shè)可少不了我。從航空飛機到深海潛艇，從日用餐具到工業(yè)裝備，都可以看到我的身影。據(jù)說我現(xiàn)在越來越有影響力了，身價也暴增了不少呢，我們家族一直快樂的生活在這個充滿活力的城市里。但是，2019年底，新型冠狀病毒這個殺手闖入了我們的世界，在城市里肆虐，我看到人們陷入了恐懼。我的人類朋友們在醫(yī)生的建議下都戴上了口罩，防止大氣中的氣溶膠傳播病毒?！皻馊苣z”這個詞語變得家喻戶曉，人見人怕。其實，我也怕氣溶膠!

氣溶膠是怎樣的存在?

我的專屬醫(yī)生金屬博士告訴我，氣溶膠可是我們的天敵。What，什么是氣溶膠?

聽聽金屬博士怎么說：氣溶膠是懸浮在氣體介質(zhì)中的固態(tài)或液態(tài)顆粒所組成的氣態(tài)分散系統(tǒng)?？人浴娞缡侨梭w的“狂風(fēng)”，留下來的飛沫核與其中的病毒，在空中會形成氣溶膠，因此人們害怕氣溶膠傳播病毒。不光人類害怕氣溶膠傳播，我們鋼材也會害怕。而對于我們鋼材來說，生活中用的鍋爐和各種發(fā)動機里未燃盡的燃料所形成的煙也是氣溶膠;在海洋環(huán)境中，狂風(fēng)、巨浪和暴雨，惡狠狠地拍打著巖壁，他們會散發(fā)出塵霧和水沫。這些“塵霧和水沫”將很快蒸發(fā)，留下來的物質(zhì)也形成了大氣中的氣溶膠。

圖1 大氣中的氣溶膠[1]

小小氣溶膠，威力可不小

氣溶膠雖小，威力可不容小覷。大氣氣溶膠中含有腐蝕性物質(zhì)，如硫酸鹽、氯化物等，這些顆粒主要以氣溶膠的形式沉降在我們表面，會對我們家族造成生命威脅。他們沉積到我們表面后，會發(fā)生物理、化學(xué)和電化學(xué)的相互作用進而讓我們患上癌癥——腐蝕[2,3]。

(1) 物理作用: 氣溶膠的蒸發(fā)和冷凝等造成我們表面的溫度、相對濕度及局部環(huán)境條件的變化，讓我們身體不舒服;

(2) 化學(xué)作用: 氣溶膠會破壞我們的衣服——氧化膜，我們得不到保護便會加速了腐蝕的發(fā)生;

(3) 電化學(xué)作用: 氣溶膠一旦沉積到我們表面，在合適的濕度下就會形成微液滴，在液滴邊緣會形成陰極區(qū)，而在液滴中心形成陽極區(qū)，電化學(xué)反應(yīng)也會加速腐蝕。

金屬醫(yī)生的建議：

大氣主要污染物的氣溶膠已經(jīng)引起了腐蝕領(lǐng)域工作者的關(guān)注，目前我們對腐蝕的過程有了認識，并且提出了多種預(yù)防大氣溶膠腐蝕的方法：

(1)添加合金元素：在碳鋼中加入適量的合金元素使之生成具有保護性的銹層，可提高耐大氣腐蝕性能;并且通過冶金或熱處理的方法增強合金的耐蝕性;

(2)采用涂層防護：涂層可以把金屬同氣溶膠中的腐蝕性介質(zhì)盡可能地隔離開來,進而達到防腐蝕目的;

圖2 涂層噴涂過程[4]

(3) 應(yīng)用緩釋技術(shù)：采用氣相緩蝕劑或者含有緩蝕劑水溶液噴涂鋼鐵表面達到防腐目的;

(4)電化學(xué)技術(shù)：采用電化學(xué)技術(shù)控制腐蝕陰陽極反應(yīng)過程，減緩腐蝕發(fā)生。

鋼材在大氣等自然環(huán)境條件下的腐蝕是不可避免的，同時也是數(shù)量最多、覆蓋面最廣、破壞性最大的一種腐蝕。只有深入了解大氣腐蝕機理和影響因素,才能更好的解決鋼結(jié)構(gòu)的大氣腐蝕問題,從而更有效地進行防護。國內(nèi)外腐蝕科技工作者在這一方面做了大量的研究，隨著新材料、新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用，防腐技術(shù)也日趨完善。讓我們共同了解腐蝕，研究腐蝕，為工業(yè)裝備保駕護航。

參考文獻：

[1] http://blackbluebloods.com/more/202002/t20200216_1198350.shtml

[2] Cole I S, Azmat N S, Kantaet A, et al. What really controls the atmospheric corrosion of zinc? Effect of marine aerosols on atmospheric corrosion of zinc [J]. Int. Mater. Rev., 2009, 54(3): 117.

[3] 張丹丹, 趙春英, 汪川, 王彬彬, 王振堯. 大氣氣溶膠腐蝕[J], 中國腐蝕與防護學(xué)報, 2015, 35 (2): 91.

[4] https://www.nace.org.