汤丽萍
石家庄海山实业发展总公司，河北 石家庄 050000
摘要：航空工程中金属材料腐蚀不仅造成了大幅度的经济损失，由于金属材料腐蚀严重，导致加工工作中断，重新寻找材料加工，在这一过程中，又需要消耗大量的能源，既增加了时间成本，又造成了大量的不可再生能源损耗。另外，金属材料腐蚀后，对于水资源和土地资源都会有一定的污染，污染程度大的时候可能会产生更加难以预料的经济损失，甚至会危及到生物的生命安全。所以，对航空工程中金属材料腐蚀的防护是迫在眉睫的工作，防护措施的提出基于使金属材料腐蚀的电化学反应、化学反应以及物理反应等其他造成金属材料腐蚀的原因，展开研究。
关键词：电化学腐蚀；氧化还原；物理腐蚀；防护措施
航空工程中金属材料腐蚀后，会降低加工效率，并且会消耗掉更多的能源，因此，研究航空工程中金属材料腐蚀与防护措施，首先分析航空工程中金属材料腐蚀的原因，其主要原因是发生有电流的析氢氧化还原反应的电化学腐蚀，和无电流的氧化还原反应的化学腐蚀，以及其他物理腐蚀。主要基于化学反应和物理反应提出金属材料腐蚀防护措施，首先直接根据航空工程环境选择合理的金属材料，降低金属材料腐蚀的概率，然后是基于电化学反应，提出采用电弧喷涂和采用阴极保护法防止腐蚀，然后基于物理反应提出表面涂料和加入缓蚀剂使金属表面直接发生物理反应生成保护层防止腐蚀，通过降低航空工程中金属材料腐蚀，增大加工效率，节约能源。
1航空工程中金属材料腐蚀的原因
金属材料中最具有代表性的稳定金属，金、银两种材料在原始环境下就以氧化物的状态呈现了。然而，金属材料在氧化物状态下，难以得到使用，所以在进行航空工程之前，必须对其进行复杂的提取，才能得到有用的金属材料。当还是氧化物状态的金属材料被提取之后，稳定性就会下降，便极容易发生腐蚀，影响航空工程的进程，并且造成经济损失。金属材料产生腐蚀的原因主要为电化学腐蚀、化学腐蚀以及其他腐蚀这三大类，其中，航空工程中金属材料的化学腐蚀和电化学腐蚀产生的环境类型最为复杂，在不同温度的加工环境下，两种金属腐蚀的腐蚀部位和环境成分均不同，具体的腐蚀类型可分为均匀腐蚀和局部腐蚀。
1.1电化学腐蚀
航空工程中，金属材料电化学腐蚀一般是产生于比较潮湿的环境中，金属材料与潮湿环境中的物质发生了氧化还原反应，电化学腐蚀主要发生的是析氢反应，从而形成能够促使金属发生析氢腐蚀的弱酸性电解质，并且生成微电流，进而产生电化学腐蚀。
1.2化学腐蚀
金属材料化学腐蚀是在金属表面与非电解质液或者其他介质之间直接发生了化学反应，其中没有产生电流，反应速度随着金属活泼性的递增而逐渐增快，并且环境中的温度越高、氧化剂浓度越大，越容易发生腐蚀。
1.3其他腐蚀
航空工程中金属材料腐蚀的原因除了主要的电化学腐蚀和化学腐蚀之外，还有少数情况下的晶间腐蚀，也就是在金属材料的晶界产生局部腐蚀现象，这种腐蚀情况下，金属的表面没有明显变化，但是由这类金属组成的机械的性能会明显下降。另外航空工程中金属材料腐蚀还有经常发生的磨损腐蚀和应力腐蚀，在潮湿环境下，金属材料与流体之间不断的机械性摩擦十分容易造成金属腐蚀。在航空工程过程中，金属材料一直处于受力状态，一般表现为拉伸力、震动力和交变应力等，在潮湿环境下，这些力直接对金属材料产生作用，使其出现腐蚀现象。
2航空工程中金属材料腐蚀防护措施
2.1合理选择金属材料
在航空工程中，最直接的防护金属材料腐蚀的措施就是在进行加工之前，合理选择金属材料，从根本上防护。在使用金属材料前，首先，调查清楚该金属材料加工时所处的环境，和该金属材料容易产生腐蚀现象的因素，确保该金属材料所处的加工环境不会增加其腐蚀速度。另外，金属材料的加工环境必须随着材料的不同而改变，例如对于容易发生高温氧化腐蚀的金属材料，要避免在高温环境下进行加工，对于在潮湿环境中容易发生腐蚀的金属材料，在其加工时，应该尽量保持环境的干燥，从而实现减少金属腐蚀。随着工业技术的进步，可以直接对金属材料进行优化，降低其腐蚀性，可以在原始金属材料中添加抑制腐蚀的相关元素，提高其耐腐蚀性，例如在碳钢金属材料中加入铬元素之后，该材料的耐腐蚀性会大幅度提升。
2.2采用电弧喷涂
电弧喷涂防止金属材料腐蚀，就是在进行航空工程前，采用电弧喷涂相关的电源，分别把电源的两根金属丝连接到电弧枪的端点处，在两者接触的一瞬间会发生电弧熔化现象，并产生高温液滴，此时，对其进行雾化或者压缩，并将其喷涂到金属材料的表面，从而在金属材料的表面直接形成保护涂层。这一方法中，金属丝熔化时，其温度能够达到6000摄氏度，极高的温度降低了高速型喷涂颗粒和半熔化金属丝产生，当高温度的喷涂粒子撞击到图层上时，涂层与基体直接强势结合，保证了该电弧涂层的强大的牢固性，能够使其在弯曲和被激烈碰撞的情况下，依然保持完整性，不会发生脱皮的现象。另外，电弧喷涂层有很高的防腐作用，在极易发生腐蚀的环境下，即使金属材料的防腐涂层已经发生了破损，该涂层仍然具有保护下面的金属材料的作用，能够有效地阻止腐蚀进一步蔓延。
2.3采用阴极保护法
阴极保护法是以电化学反应为基础，将航空工程中金属材料腐蚀的部分转化为电池的阴极。而阴极保护法可以细分为两种相反的方法，一种是牺牲阳极保护阴极法，另一种是直接外加电流保护阴极。在航空工程中，比较适用的方法是牺牲阳极保护阴极法，所用金属材料为铝、锌等比较稳定的合金金属，用金属材料中的电极电势低于被保护金属的材料做阳极，使其形成腐蚀电极，从而保护了作为阴极的金属。需要注意的是，在进行该方法时，需要充足的电位，并且保证作为阳极的金属的极化率足够小，其表面不能生成抗腐蚀的保护膜，且阳极溶解过程必须均匀，以保证整个过程实现最高效，达到最佳腐蚀防护效果。
2.4表面涂料
表面涂料是最直接的物理金属材料腐蚀防护方法，就是直接在金属材料的表面涂上油漆，形成油漆涂层进行腐蚀防护。在金属材料表面形成油漆涂层之后，就相当于直接把金属材料与外界的诱发化学反应的介质阻断开，从而阻止其中的电子交换，降低金属材料出现腐蚀。另外，对于油漆涂层的选择应该根据金属材料的特性和航空工程的环境进行灵活变更，进行表面涂料前，需要根据金属特性和加工环境选择适当的油漆，在航空工程过程中，及时对油漆图层进行维护和修复，定期对其进行检查，延长该图层的使用寿命，进而延缓该金属材料的腐蚀。
2.5加入缓蚀剂
用缓蚀剂防止航空工程中金属材料腐蚀是最方便的一种措施，该方法是将缓蚀剂直接喷在金属材料表面，使缓蚀剂与金属材料本身发生作用，在金属材料表面形成保护膜，防止继续腐蚀。采用缓蚀剂腐蚀防护法时，不需要改变航空工程的环境，不需要改变金属材料本身的结构和特性，操作简单，效果迅速，即经济又实用。值得注意的是，缓蚀剂具体有三种作用，沉淀作用是金属中的阳离子与缓蚀剂中无机盐的阳离子在该金属表面发生化学反应形成一层保护膜，进而防止金属腐蚀。氧化作用是缓蚀剂中无机盐可以作为强氧化剂使用，可以直接与金属发生氧化反应，而在金属材料表面成膜，保护金属不腐蚀，但发生该作用时，需要注意缓蚀剂的量，当缓蚀剂用量不够时，反而会出现点腐蚀现象。
参考文献
[1]刘铖铖.航空工程中金属材料腐蚀与防护措施[J].低碳世界,2020,10(06):220+222.
[2]魏者聪,高阳,王长红,等.化工机械设备电化学腐蚀与防护方法研究[J].粘接,2019,40(10):107-110.
[3]郭静.金属材料的表面腐蚀与防护措施分析[J].科学技术创新,2018(21):171-172.