金属为何会发生腐蚀？
这是一个经常被提出的问题，而答案却隐藏在金属与环境相互作用的复杂过程中。金属腐蚀，这个看似简单的术语，实际上涵盖了金属材料与周围介质接触时所发生的化学或电化学作用，从而导致金属表面或内部结构的破坏。金属在自然界中并不以纯元素的形式存在，而是以金属化合物的形态广泛分布。从热力学的角度来看，除了少数贵金属如金、铂等之外，大多数金属都有一种内在的趋势，即转变为离子状态。这是因为金属元素相较于其化合物拥有更高的自由能，它们自然倾向于转化为热力学上更稳定的氧化物形态。因此，金属腐蚀是一种自发且普遍存在的现象，几乎不可避免。
腐蚀造成的经济损失是巨大的。据估计，全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失高达7000亿美元，这个数字是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失总和的六倍。在中国，金属腐蚀造成的损失约占国民生产总值（GNP）的4%，而在美国，明尼苏达州一座跨越密西西比河的大桥坍塌事故导致6人死亡，事故的直接原因就是金属结构的腐蚀。钢铁因腐蚀而报废的数量约占当年产量的25%-30%。这些数据仅仅是与腐蚀相关的直接损失，间接损失有时难以统计，但往往是一个令人震惊的数字。
金属腐蚀的分类
金属腐蚀的分类是根据其发生的机理来划分的。从腐蚀机理的角度来看，金属腐蚀可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。化学腐蚀是指金属直接与腐蚀介质发生化学反应，而电化学腐蚀则是金属与电解质溶液接触时发生的电化学反应。
根据腐蚀的破坏形式，金属腐蚀又可以细分为以下几种：
一般腐蚀（攻击腐蚀）：这是最常见的腐蚀形式，它涉及化学或电化学腐蚀，通常可预见且可预防。
电化学腐蚀（接触腐蚀）：这种腐蚀发生在金属之间存在电化学反应时，金属间有电接触点，并暴露在同一电解质中。
局部腐蚀：这种腐蚀发生在特定位置，通常由材料本身的结构缺陷引起，其危害性往往比均匀腐蚀更为严重，且大多数情况下难以发现。
应力腐蚀：这是在特定的应力和腐蚀环境下，拉应力共同作用导致局部低于强度极限的开裂现象。
晶间腐蚀：这种腐蚀发生在金属晶粒边界上，由化学或电化学攻击造成，常见于不锈钢、黄铜、硬铝合金及镍基合金。
氢腐蚀：包括氢鼓包、氢脆和氢蚀等现象。
金属腐蚀的防护方法
金属腐蚀的防护方法多种多样，但可以归结为两点：一是改善金属的本质，二是将被保护金属与腐蚀介质进行隔离，在金属的表面形成保护层，改变腐蚀条件或采用电化学保护。具体采取的方案包括：
l正确选择金属材料和改善材料的组织状态，以提高其耐腐蚀性能。
l采取电化学防护措施，如牺牲阳极保护法或外加电流保护法。
l添加缓蚀剂，这些化学物质可以减缓腐蚀过程。
l采用有效的表面覆盖层，如涂层、镀层或化学转化膜，以隔绝腐蚀介质。
l优化连接结构，减少腐蚀的潜在风险点。
通过这些方法，我们可以有效地减缓金属腐蚀的进程，延长金属结构的使用寿命，从而减少经济损失和提高工业安全。