导读：

    屏蔽作用和阴极保护是金属涂层为其他金属提供保护的两种方式，这种保护因其成本效益方面的优势，傲立于一众防护措施间。

    从电线的铝和铜到珠宝的金和银，银器和电子产品等，金属在我们的日常生活中被广泛使用。如今应用最广的金属之一是铁，或者更确切的说，是铁经过加工处理后所得的钢合金。

    钢铁已经成为最通用的产品之一，它被应用于家用电器，汽车仪表板，标志，建筑和桥梁。然而，钢铁和其他金属一样也容易受到腐蚀。

    了解金属的腐蚀过程

    为了了解金属涂层是如何保护金属的，首先我们需要知道腐蚀是什么以及它是如何造成的。

    腐蚀是一种自然的电化学反应，这种反应将一种精炼的金属转换成更加稳定的化学状态。

    腐蚀的发生，必须有三个部件：

    ◆ 1. 正极（这种情况下，钢铁中的铁）

    ◆ 2. 负极（氧气）

    ◆ 3. 电解质溶液（比如空气中的水分）

    在腐蚀过程中，钢中的铁由于氧的存在而发生氧化反应，形成水合氧化铁（III），通常称为铁锈。和铝轻度腐蚀产生的致密防护膜不同，因为铁锈易碎，容易剥落，使得更多的金属暴露在大气中，导致进一步的腐蚀和降解。这种持续的腐蚀最终会导致材料厚度的损失，材料强度的降低，穿孔和使用寿命的缩短。

    两种常见的金属涂层类型

    金属涂层为钢材提供保护，这样就能够保证钢材在各种挑战性环境中的使用。金属涂层提供了两种主要的保护类型：屏蔽保护和特定情况下的电流保护。

    屏蔽保护

    当将诸如锌的金属涂层应用于钢材时会变干并且硬化，形成防止水分渗入的防渗屏障。这就消除了发生腐蚀所必需的一个必要组分——没有电解质（水分/水），氧化就不会发生，因此就不会生锈。

    屏障保护的另一个重要方面就是腐蚀膜保护，如前面所提到的，一些金属如铝与氧反应，在其表面会形成保护性氧化膜。它是有弹性的，并且牢固地附着在铝的表面，以防止水分渗入和进一步腐蚀。这就使铝成为金属板材的理想材料。

    锌常用于涂层结构钢，它会与空气中的氧气和水分发生反应并形成腐蚀产物，这种产物会形成一种保护底层钢材的防护层。

    暴露的活泼锌会与氧反应形成氧化锌，然后再与水反应形成氢氧化锌。当氢氧化锌与空气中的二氧化碳反应时，所得到的产物是碳酸锌。这些腐蚀膜产物，如在铝上形成的膜一样，对水的渗入具有抵抗性，并紧密附着在钢的表面上，使其不像铁上形成的腐蚀一样容易脱落。

    然而，锌是一种活性金属，它会随着时间的推移慢慢腐蚀和侵蚀。因此锌的降解速率仍然比钢铁要低几倍，并且它会显著的延长其意图要保护的钢的使用寿命。

    电流保护

    金属涂层保护钢的第二种方法是，牺牲涂层，为底层钢提供电流保护。

    比如说，如果由于切割边缘，划痕或严重的涂层损坏这类情况致使底层的钢材暴露出来，在钢材开始腐蚀之前也会是周围的涂层首先被腐蚀。

    电流保护（也称为阴极保护）是由于锌的电负性比铁/钢更强，当锌涂层被涂覆时，它作为一种牺牲阳极首先被腐蚀，底层的钢成为阴极被保护。这种电流腐蚀将持续到阳极材料（锌涂层）完全被消耗。

    尤其是在建筑中，涂层难免会被刮伤或损坏，所以电流保护是很重要的。正因如此，在保护钢构件时，锌金属涂层优于铝涂层。虽然锌和铝在电流系列性质方面很接近，但是由铝形成的保护性氧化膜是很难穿透的，不会被腐蚀所消耗，因此不会为受损的钢提供电流保护。另一方面，锌涂层所形成的有效屏障不像铝那样具有保护作用，因此它会优先腐蚀而保护受损或暴露的钢。

    结论

    金属涂层将屏蔽作用和电流保护相结合，提供了一种在应用、成本和多功能性方面无与伦比的腐蚀防护。它们是保护其他金属如钢铁（技术上是金属合金）免受由于腐蚀而降解的有效方法。这种保护可以将易碎金属用于许多要求不高的应用中，否则这些金属是不适用于这些方面。

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责任编辑：殷鹏飞

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