韦博鑫
中国科学院金属研究所 国家金属腐蚀控制工程技术研究中心
大家好，我是你们的好朋友钢铁先生。你可别看我冷冰冰的，我也是有满腔热血的好青年，国家建设可少不了我。从航空飞机到深海潜艇，从日用餐具到工业装备，都可以看到我的身影。据说我现在越来越有影响力了，身价也暴增了不少呢，我们家族一直快乐的生活在这个充满活力的城市里。但是，2019年底，新型冠状病毒这个杀手闯入了我们的世界，在城市里肆虐，我看到人们陷入了恐惧。我的人类朋友们在医生的建议下都戴上了口罩，防止大气中的气溶胶传播病毒。“气溶胶”这个词语变得家喻户晓，人见人怕。其实，我也怕气溶胶!
气溶胶是怎样的存在?
我的专属医生金属博士告诉我，气溶胶可是我们的天敌。What，什么是气溶胶?
听听金属博士怎么说：气溶胶是悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的气态分散系统。咳嗽、喷嚏是人体的“狂风”，留下来的飞沫核与其中的病毒，在空中会形成气溶胶，因此人们害怕气溶胶传播病毒。不光人类害怕气溶胶传播，我们钢材也会害怕。而对于我们钢材来说，生活中用的锅炉和各种发动机里未燃尽的燃料所形成的烟也是气溶胶;在海洋环境中，狂风、巨浪和暴雨，恶狠狠地拍打着岩壁，他们会散发出尘雾和水沫。这些“尘雾和水沫”将很快蒸发，留下来的物质也形成了大气中的气溶胶。
图1 大气中的气溶胶[1]
小小气溶胶，威力可不小
气溶胶虽小，威力可不容小觑。大气气溶胶中含有腐蚀性物质，如硫酸盐、氯化物等，这些颗粒主要以气溶胶的形式沉降在我们表面，会对我们家族造成生命威胁。他们沉积到我们表面后，会发生物理、化学和电化学的相互作用进而让我们患上癌症——腐蚀[2,3]。
(1) 物理作用: 气溶胶的蒸发和冷凝等造成我们表面的温度、相对湿度及局部环境条件的变化，让我们身体不舒服;
(2) 化学作用: 气溶胶会破坏我们的衣服——氧化膜，我们得不到保护便会加速了腐蚀的发生;
(3) 电化学作用: 气溶胶一旦沉积到我们表面，在合适的湿度下就会形成微液滴，在液滴边缘会形成阴极区，而在液滴中心形成阳极区，电化学反应也会加速腐蚀。
金属医生的建议：
大气主要污染物的气溶胶已经引起了腐蚀领域工作者的关注，目前我们对腐蚀的过程有了认识，并且提出了多种预防大气溶胶腐蚀的方法：
(1)添加合金元素：在碳钢中加入适量的合金元素使之生成具有保护性的锈层，可提高耐大气腐蚀性能;并且通过冶金或热处理的方法增强合金的耐蚀性;
(2)采用涂层防护：涂层可以把金属同气溶胶中的腐蚀性介质尽可能地隔离开来,进而达到防腐蚀目的;
图2 涂层喷涂过程[4]
(3) 应用缓释技术：采用气相缓蚀剂或者含有缓蚀剂水溶液喷涂钢铁表面达到防腐目的;
(4)电化学技术：采用电化学技术控制腐蚀阴阳极反应过程，减缓腐蚀发生。
钢材在大气等自然环境条件下的腐蚀是不可避免的，同时也是数量最多、覆盖面最广、破坏性最大的一种腐蚀。只有深入了解大气腐蚀机理和影响因素,才能更好的解决钢结构的大气腐蚀问题,从而更有效地进行防护。国内外腐蚀科技工作者在这一方面做了大量的研究，随着新材料、新技术、新工艺的应用，防腐技术也日趋完善。让我们共同了解腐蚀，研究腐蚀，为工业装备保驾护航。
参考文献：
[1] http://www.kepuchina.cn/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] 张丹丹, 赵春英, 汪川, 王彬彬, 王振尧. 大气气溶胶腐蚀[J], 中国腐蚀与防护学报, 2015, 35 (2): 91.
[4] https://www.nace.org.