《包裝設計制作工藝與檢測技術標準實用手冊》

第二篇 包裝技術與工藝

第六章　防銹包裝技術

第三節　金屬腐蝕的影響因素

（四）大氣中污染物對金屬腐蝕的影響

大氣中除空氣與水氣以外，還含有各種各樣的污染雜質。氣體的雜質有SO2、氮的氧化物、CO2、HCl等。海洋大氣中包括有含鹽分的粒子。在工業地區，固體塵埃每月每平方公里面積上的降落量達數十噸之多。這些塵埃包括腐蝕性和非腐蝕性兩類。非腐性塵埃盡管不能直接使金屬腐蝕，但可間接促進金屬腐蝕。下面分術各種污染物的影響。

（1）各種有腐蝕活性的污染物，包括各種氣體、鹽類的粒子等，當空氣中有水霧形成時，這些粒子會溶解于霧滴中。故金屬表面上凝結的水滴或水膜并非純水，即使它們在空氣中含量相當小，但溶于水中的濃度仍是相當可觀的。這些腐蝕活性物會起到如下作用之一或數種：

①各種非金屬氧化物溶于水成為酸，增加H＋濃度。

②CI－破壞金屬表面的鈍化膜。

③各種電解質增加了薄層水膜的導電性。

④降低金屬的臨界相對濕度。

二氧化硫是影響最大的一種有害氣體。大氣中含有0．01％的SO2，可使金屬的臨界相對濕度由70％下降到50％。在潮濕大氣中，一個分子的SO2可使幾十個原子的鐵腐蝕變成氧化物，其反應為腐蝕產物硫酸鐵水解后又生成硫酸，繼續促進腐蝕。

2SO2＋O2→2SO3

SO3＋H2O→H2SO4

H2SO4＋Fe→FeSO4＋H2

4FeSO4＋O2＋2H2SO4→Fe（SO4）3＋2H2O

氯化鈉會破壞金屬表面的鈍化膜。它和硫酸等留在金屬表面上，即使金屬表面干燥，也能重新吸濕而恢復活性。

（2）無化學活性但有吸附活性的物質，如炭粒，本身不具腐蝕活性，但如吸附SO2，就會使金屬表面SO2的濃度大于在空氣中的濃度，因而也加速了金屬腐蝕，如圖2－6－4所示。

（3）非化學活性，且非吸附活性的物質如砂粒，當沉淀到金屬表面上時，與金屬表面接觸中形成縫隙。在此縫隙中因毛細管作用而吸收水分，促使水膜的形成并使水膜保持下來。水膜下構成氧的濃差腐蝕。在砂料下的金屬變成陽極而被腐蝕掉，如圖2－6－5所示。

工業地區大氣污染最重，腐蝕較為嚴重，海洋、城市次之，鄉村、山林的大氣污染較小，腐蝕也最輕。

圖2－6－4　炭粒對腐蝕的作用示意圖

圖2－6－5　砂粒對腐蝕的作用示意圖

二、金屬本身特性對腐蝕的影響

（一）金屬種類對金屬腐蝕的影響

金屬本身種類不同，其腐蝕趨勢也不相同。較貴的金屬因自身熱力學穩定性而為耐蝕的。這類金屬不多，如金、銀、鉑、銥等，它們以元素狀態存在于自然界，不因大氣環境因素影響而變質。

鋁、鉻、鈦等金屬在自然條件下，因大氣氧的作用，表面能很快形成穩定的鈍化膜而耐蝕。

在金屬制品中，最常見的鐵制品是不耐蝕的。在常溫下，其表面生成的氧化膜是疏松的，不具保護作用。相反疏松層巾易蓄積水分，降低鋼鐵的監界相對濕度，更有助子：電化學腐蝕的進行。

（二）鋼鐵中各因素對金屬腐蝕的影響

鋼鐵中加入了耐蝕性合金元素，當其含量達到一定值后，可使鋼鐵獲得耐蝕性。如各種不銹鋼其含鉻量超過13％，鋼鐵表面就可得到穩定的鈍化膜，在大氣中具有相當好的耐蝕性。

銅鋼中含有2％以上銅時，表面能形成防護性的銹層而顯示一定的耐蝕性。

鋼鐵在微觀組織方面是不均勻的。它具有不同的相，如鐵素體、滲碳體等，鑄鐵中還有石墨相。這些都會形成微電池而致電化學腐蝕。

鋼鐵經不同熱處理后，金相組織亦不相同，耐蝕性當然山不同。金屬部件因冷熱加工引起殘余應力之不均，受應力大的部位處于高能位狀態，是較不穩定的，故易于銹蝕。

（三）異金屬的接觸對金屬腐蝕的影響

異種金屬的接觸，促進活性較強的金屬腐蝕。例如銅鋼組合件，鋼的腐蝕被促進，用鋅與鋼鐵接觸，鋼得到保護，但鋅的腐蝕加速，此時鋅即成為所謂犧牲陽極。異種金屬接觸時，如作為陰極部分的金屬表面積大，而作為陽極部分金屬面積小，則腐蝕更為嚴重。

（四）金屬表面狀態對金屬腐蝕的影響

金屬表面粗糙，易吸濕和形成水膜，又易積聚塵埃，故較金屬表面光潔的更易被腐蝕。

金屬制品形狀復雜、有凹處、縫隙、溝槽、小孔，特別是盲孔都能顯著降低水膜的蒸氣壓從而降低形成水膜的臨界相對濕度，因而更容易促進金屬的電化學腐蝕。

三、金屬制品在加工過程中各因素對金屬制品腐蝕的影響

金屬制品從原料開始，經過各種加工成為產品。其中有各種冷熱加工、裝配以及管理的各個過程如檢查、搬運等。接觸各種人員、各種加工、搬運機械與器具，這些因素某種程序上與金屬制品的腐蝕有關系。

有時原材料已經銹蝕甚重，在加工過程中銹蝕部分不能完全去除，導致成品的銹蝕。

加工中所用工藝材料，在加工完后如不徹底清除掉，也會造成金屬制品的銹蝕。如酸洗后，中和清洗不徹底，少量殘酸留在金屬制品的表面，會造成此金屬制品的腐蝕。

在金屬制品檢查、搬運、裝配過程中，工作人員常裸手與其接觸，手上汗液的影響，常使一些金屬制品上出現指紋狀銹蝕。這是由于汗水中含有鹽分（氯化鈉）及有機酸之故。

此外，由于管理方面的一些疏忽，也會造成銹蝕。例如工作液內混有污物，搬運器具不潔，工件周轉期過長，半成品倉庫防銹包裝管理差，工作場所不清潔等，都會對金屬腐蝕有影響。

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