《包装设计制作工艺与检测技术标准实用手册》

第二篇 包装技术与工艺

第六章　防锈包装技术

第三节　金属腐蚀的影响因素

（四）大气中污染物对金属腐蚀的影响

大气中除空气与水气以外，还含有各种各样的污染杂质。气体的杂质有SO2、氮的氧化物、CO2、HCl等。海洋大气中包括有含盐分的粒子。在工业地区，固体尘埃每月每平方公里面积上的降落量达数十吨之多。这些尘埃包括腐蚀性和非腐蚀性两类。非腐性尘埃尽管不能直接使金属腐蚀，但可间接促进金属腐蚀。下面分术各种污染物的影响。

（1）各种有腐蚀活性的污染物，包括各种气体、盐类的粒子等，当空气中有水雾形成时，这些粒子会溶解于雾滴中。故金属表面上凝结的水滴或水膜并非纯水，即使它们在空气中含量相当小，但溶于水中的浓度仍是相当可观的。这些腐蚀活性物会起到如下作用之一或数种：

①各种非金属氧化物溶于水成为酸，增加H＋浓度。

②CI－破坏金属表面的钝化膜。

③各种电解质增加了薄层水膜的导电性。

④降低金属的临界相对湿度。

二氧化硫是影响最大的一种有害气体。大气中含有0．01％的SO2，可使金属的临界相对湿度由70％下降到50％。在潮湿大气中，一个分子的SO2可使几十个原子的铁腐蚀变成氧化物，其反应为腐蚀产物硫酸铁水解后又生成硫酸，继续促进腐蚀。

2SO2＋O2→2SO3

SO3＋H2O→H2SO4

H2SO4＋Fe→FeSO4＋H2

4FeSO4＋O2＋2H2SO4→Fe（SO4）3＋2H2O

氯化钠会破坏金属表面的钝化膜。它和硫酸等留在金属表面上，即使金属表面干燥，也能重新吸湿而恢复活性。

（2）无化学活性但有吸附活性的物质，如炭粒，本身不具腐蚀活性，但如吸附SO2，就会使金属表面SO2的浓度大于在空气中的浓度，因而也加速了金属腐蚀，如图2－6－4所示。

（3）非化学活性，且非吸附活性的物质如砂粒，当沉淀到金属表面上时，与金属表面接触中形成缝隙。在此缝隙中因毛细管作用而吸收水分，促使水膜的形成并使水膜保持下来。水膜下构成氧的浓差腐蚀。在砂料下的金属变成阳极而被腐蚀掉，如图2－6－5所示。

工业地区大气污染最重，腐蚀较为严重，海洋、城市次之，乡村、山林的大气污染较小，腐蚀也最轻。

图2－6－4　炭粒对腐蚀的作用示意图

图2－6－5　砂粒对腐蚀的作用示意图

二、金属本身特性对腐蚀的影响

（一）金属种类对金属腐蚀的影响

金属本身种类不同，其腐蚀趋势也不相同。较贵的金属因自身热力学稳定性而为耐蚀的。这类金属不多，如金、银、铂、铱等，它们以元素状态存在于自然界，不因大气环境因素影响而变质。

铝、铬、钛等金属在自然条件下，因大气氧的作用，表面能很快形成稳定的钝化膜而耐蚀。

在金属制品中，最常见的铁制品是不耐蚀的。在常温下，其表面生成的氧化膜是疏松的，不具保护作用。相反疏松层巾易蓄积水分，降低钢铁的监界相对湿度，更有助子：电化学腐蚀的进行。

（二）钢铁中各因素对金属腐蚀的影响

钢铁中加入了耐蚀性合金元素，当其含量达到一定值后，可使钢铁获得耐蚀性。如各种不锈钢其含铬量超过13％，钢铁表面就可得到稳定的钝化膜，在大气中具有相当好的耐蚀性。

铜钢中含有2％以上铜时，表面能形成防护性的锈层而显示一定的耐蚀性。

钢铁在微观组织方面是不均匀的。它具有不同的相，如铁素体、渗碳体等，铸铁中还有石墨相。这些都会形成微电池而致电化学腐蚀。

钢铁经不同热处理后，金相组织亦不相同，耐蚀性当然山不同。金属部件因冷热加工引起残余应力之不均，受应力大的部位处于高能位状态，是较不稳定的，故易于锈蚀。

（三）异金属的接触对金属腐蚀的影响

异种金属的接触，促进活性较强的金属腐蚀。例如铜钢组合件，钢的腐蚀被促进，用锌与钢铁接触，钢得到保护，但锌的腐蚀加速，此时锌即成为所谓牺牲阳极。异种金属接触时，如作为阴极部分的金属表面积大，而作为阳极部分金属面积小，则腐蚀更为严重。

（四）金属表面状态对金属腐蚀的影响

金属表面粗糙，易吸湿和形成水膜，又易积聚尘埃，故较金属表面光洁的更易被腐蚀。

金属制品形状复杂、有凹处、缝隙、沟槽、小孔，特别是盲孔都能显著降低水膜的蒸气压从而降低形成水膜的临界相对湿度，因而更容易促进金属的电化学腐蚀。

三、金属制品在加工过程中各因素对金属制品腐蚀的影响

金属制品从原料开始，经过各种加工成为产品。其中有各种冷热加工、装配以及管理的各个过程如检查、搬运等。接触各种人员、各种加工、搬运机械与器具，这些因素某种程序上与金属制品的腐蚀有关系。

有时原材料已经锈蚀甚重，在加工过程中锈蚀部分不能完全去除，导致成品的锈蚀。

加工中所用工艺材料，在加工完后如不彻底清除掉，也会造成金属制品的锈蚀。如酸洗后，中和清洗不彻底，少量残酸留在金属制品的表面，会造成此金属制品的腐蚀。

在金属制品检查、搬运、装配过程中，工作人员常裸手与其接触，手上汗液的影响，常使一些金属制品上出现指纹状锈蚀。这是由于汗水中含有盐分（氯化钠）及有机酸之故。

此外，由于管理方面的一些疏忽，也会造成锈蚀。例如工作液内混有污物，搬运器具不洁，工件周转期过长，半成品仓库防锈包装管理差，工作场所不清洁等，都会对金属腐蚀有影响。

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