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专题 | 发展材料腐蚀与防护学科至关重要
2020-04-17 13:17:27 作者:曹楚南 中国科学院院士、浙江大学教授 来源:《腐蚀与防护之友》

材料是人类社会可接受的、能经济地制造有用器件 ( 或物品 ) 的物质。腐蚀是材料受环境介质的化学作用( 包括电化学作用 ) 而破坏的现象。腐蚀不仅在金属材料中发生,也存在于陶瓷、高分子材料、复合材料、功能材料等各种材料中。腐蚀是“静悄悄”地发生在所有的服役材料中的一种不可避免的过程,因此,认识材料腐蚀过程的基本规律和机理非常重要。


材料腐蚀学是一门认识材料腐蚀过程的基本规律和机理的学科,其理论研究与材料科学、化学、电化学、物理学、表面科学、力学、生物学、环境科学和医学等学科密切相关;其研究手段包括各种现代电化学测试分析设备、先进的材料微观分析设备、现代物理学的物相表征技术和先进的环境因素测量装备等;其防护技术应用范围涉及各种工业领域,以及大气、土壤、水环境甚至太空环境等自然环境。


对材料腐蚀过程的机理和规律的探索是材料腐蚀学科的灵魂。多学科理论的交又,即材料科学、化学、电化学、物理学、表面科学和环境科学等学科的进一步发展与渗透促进了材料腐蚀学科基础理论的发展。其另外一个特点是理论研究与工程实际应用的结合 , 工程实际应用的需求是其理论研究发展的最大推动力。


由统计与调查结果发现 , 各工业发达国家的材料腐蚀年损失是国民经济总产值的 2%~4%, 我国 2000 年的材料腐蚀损失是 5000 亿元人民币。利用材料的环境腐蚀数据和腐蚀规律与机理的研究成果,在设计中指导材料的科学使用,并采取相应的防护措施 , 有利于节约材料、节省能源消耗。若减少腐蚀经济损失的 25%-30%, 可对我国产生每年约1000 化元人民币的效益。同时 , 避免和减少腐蚀事故的发生 , 可延长设备与构件的使用寿命 , 有很好的社会效益和经济效益。特别是近 20 年来我国治金、化工、能源、交通、造纸等工业的发展 ,带来了对自然环境的污染 , 不仅导致生态环境的破坏 , 还使材料的腐蚀速率迅速增加 , 设备、构件、建筑物等的使用寿命大大缩短、我国局部地区雨水 pH已降低到 3.2,导致普碳钢的腐蚀速率增大 5~10 倍 , 混凝土建筑物的腐蚀破坏也大大加速。只有充分认识材料在不同污染自然环境中的腐蚀规律 , 才能为国家制定材料保护政策和环境污染控制标准提供依据和对策。


因此,发展材料腐蚀与防护学科是国家经济建设和国防建设、科技进步和经济与社会可持续发展的迫切需要。持续深入开展本学科的基础性研究工作,有利于提高我国的材料与基础设施的整体水平,促进我国材料腐蚀基础理论体系和防护技术工程体系的形成与发展 ,对国家建设、科技进步、技术创新,以及学科的进一步发展具有重要意义。


1949 年后,我国的材料腐蚀理论研究和防护技术受到高度重视并迅速发展随着经济的高速增长和工业体系的日渐完备,目前,我国有关腐蚀学科理论和各种防护技术的研究成果不但完全可以解决自身出现的各种材料腐蚀的问题,而且已经成为世界上该学科的重要组成部分,焕发出朝气蓬勃的活力。我国正逐渐由材料腐蚀研究与防护技术大国向材料腐蚀研究与防护技术强国转变。


相信随着我国经济水平的日益提高,我国材料腐蚀理论研究和防护技术的发展一定会再上一个新台阶 !

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