金屬材料在海洋中的腐蝕相當嚴重。目前全世界每年因腐蝕造成的經(jīng)濟損失高達數(shù)萬億美元。據(jù)統(tǒng)計，2014年我國因腐蝕損失約2萬億元人民幣，其中，海洋環(huán)境中的腐蝕由于具有獨特的性質(zhì)約占腐蝕總量的1/3。隨著我國海洋經(jīng)濟的迅猛發(fā)展和海洋開發(fā)的深入，海洋漁業(yè)、海洋油氣業(yè)、海上風電、海水淡化工程、海洋化工業(yè)、海洋鹽化工、海洋礦業(yè)開采、海洋船舶工業(yè)、海洋工程建筑業(yè)、海洋交通運輸業(yè)、濱海旅游業(yè)等潛力無限，與此同時，海洋腐蝕與防護也凸顯其與日俱增的重要意義和作用，越來越受到人們的關(guān)注！

欲選擇適合于海洋工程的金屬材料，必須了解海洋腐蝕環(huán)境特點，了解金屬材料的腐蝕行為、腐蝕機理以及相應的防腐蝕技術(shù)，加強腐蝕控制，減少金屬材料的損耗，防止地球上有限的礦產(chǎn)資源過早地枯竭和避免設(shè)備在海洋環(huán)境中遭到過早的或意外的破壞，因此，海洋腐蝕與防護技術(shù)有其重要的戰(zhàn)略意義。目前雖然有一些關(guān)于海洋腐蝕的專論，但卻鮮有一部既包括必要的基礎(chǔ)理論知識，又含有近代防護技術(shù)和腐蝕監(jiān)（檢）測實用知識的專業(yè)書籍。《海洋腐蝕與防護》一書的出版正以此為契機，主要講述海洋環(huán)境的腐蝕特點與防護技術(shù)，兼顧其他重要的腐蝕知識和實際工程常用的監(jiān)（檢）測方法，各章附思考題啟發(fā)讀者深思精進，既適合于大專院校相關(guān)專業(yè)師生參考，又對工程技術(shù)人員有較好的指導作用。

全書以緒論開篇，主要分為三個部分：第一部分為基礎(chǔ)腐蝕理論，包括海洋腐蝕環(huán)境、腐蝕分類、電化學腐蝕熱力學、電化學腐蝕動力學、電化學測量技術(shù)5 章；第二部分為腐蝕防護技術(shù)，包括常用耐腐蝕材料及其在海洋環(huán)境中的耐蝕性、表面處理與涂層技術(shù)、緩蝕劑、陰極保護和海洋生物污損與微生物腐蝕 5 章；第三部分包括腐蝕實驗方法，腐蝕檢測、監(jiān)測與評價和案例 3 章。

本書特色

本書以基礎(chǔ)理論、海洋環(huán)境背景為起點，繼而展開腐蝕試驗方法和檢測技術(shù)的全面講述，最后以實際工程案例綜合上述理論知識和技術(shù)方法，指導實踐。全書體現(xiàn)“四個相結(jié)合”：

腐蝕電化學理論與防護技術(shù)相結(jié)合；

防護技術(shù)與腐蝕監(jiān)測/檢測方法相結(jié)合；

理論知識與實驗相結(jié)合；

片段的知識點與綜合案例相結(jié)合。

目錄速覽

主要作者簡介

杜 敏 中國海洋大學教授，博士生導師。從事海洋腐蝕與防護技術(shù)的研究和教學工作，研究方向分為：金屬材料的腐蝕機理研究，陰極保護優(yōu)化及其監(jiān)測/檢測技術(shù)，微生物腐蝕與控制，緩蝕劑的研究與開發(fā)和電化學測試技術(shù)及其在海洋腐蝕與防護中的應用。負責國家自然科學基金、國家科技部重大專項子課題以及地方和企業(yè)委托項目30多項，發(fā)表科技文章130多篇，專利9項。出版《海洋構(gòu)筑物陰極保護》等學術(shù)專著。兼任山東省暨青島市腐蝕與防護學會理事長，中國腐蝕與防護學會常務(wù)理事等職；《表面技術(shù)》《中國腐蝕與防護學報》等期刊編委。

高榮杰 中國海洋大學材料科學與工程學院副教授。1997年獲得博士學位。主要從事無機功能材料、碳材料、腐蝕與防護技術(shù)等研究，發(fā)表論文100余篇。SCI、EI收錄30余篇，承擔多項國家、省部級、橫向課題。

魏世丞 陸軍裝甲兵學院裝備保障與再制造系主任，教授、博士生導師。主要從事表面工程、再制造工程領(lǐng)域的教學科研工作。現(xiàn)為國家“萬人計劃”科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才、軍隊科技領(lǐng)軍人才等。兼任中國機械工程學會維修與再制造分會副理事長、中國機械工程學會表面工程分會副主任等職。擔任海洋腐蝕與防護國防科技重點實驗室、航空材料腐蝕防護重點實驗室學術(shù)委員會委員。出版專著16部，發(fā)表論文210余篇，獲授權(quán)國家發(fā)明專利19項、受理13項。獲國家科技進步二等獎1項、軍隊及省部科技進步一等獎8項、二等獎1項。先后獲中國科協(xié)“求是”獎，入選國家百千萬人才工程等多項獎勵和榮譽。

王玉江 陸軍裝甲兵學院裝備再制造技術(shù)國防科技重點實驗室副研究員，博士生導師。主要從事表面工程、再制造工程方面的教學與科研工作，是裝備再制造技術(shù)國防科技重點實驗室裝備再制造技術(shù)方向中青年學術(shù)骨干，全軍計量領(lǐng)域?qū)I(yè)組專家。作為項目負責人主持國家重點研發(fā)計劃、軍隊預先研究項目等國家及軍隊科研課題30余項。主編專著5部，參編著作8部，發(fā)表論文120余篇。參編國家標準3項，行業(yè)標準5項，獲授權(quán)發(fā)明專利18項、受理8項。獲國家科技進步獎二等獎1項，省部級科技進步獎一等獎2項、二等獎、三等獎各1項。

內(nèi)容速遞

9.4 陰極保護新進展

9.4.1犧牲陽極的發(fā)展

在犧牲陽極機理研究方面，對于鋁合金陽極中銦、汞、鈦、稀土等元素的活化作用機理、多種元素的協(xié)同活化作用機制，合金中晶粒大小、第二相（數(shù)量、形態(tài)、分布等）對其電化學性能的影響，某些特殊合金元素如 Ga 等對鋁陽極電化學性能的影響，鋁基犧牲陽極的均勻腐蝕影響因素、溶解過程和負差異效應，鋅陽極晶間腐蝕的原因和對策以及探索用工業(yè)純原料代替高純原料制造犧牲陽極等方面也都有了不同的進展。

在生產(chǎn)工藝及成型方面，通過對鑄造過程的熱處理及改變陽極的常規(guī)形狀，以提高電化學效率及改變原來單調(diào)的外形，滿足陰極保護多樣化的發(fā)展；另外，適應于不同時間段對保護電流要求不同的陰極保護系統(tǒng)的復合犧牲陽極也成為犧牲陽極研究領(lǐng)域一個新的增長點。

9.4.2 輔助陽極的發(fā)展

外加電流中使用的輔助陽極材料，由最普遍的石墨和高硅鑄鐵發(fā)展到鍍鉑鈦、鍍鉑鉭和鉛銀等材質(zhì)。最近國內(nèi)外使用貴金屬包覆陽極的趨勢在上升，如鉑鈮絲、鉑鉭絲等。此外，陽極形式也發(fā)生了變化，如 LIDA 陽極，它們單個陽極用導線連成一串，在析氯環(huán)境（海水）或析氧（土壤或淡水）環(huán)境中使用。

在對混凝土鋼筋實施陰極保護時，可采用以下陽極。其一是網(wǎng)狀輔助陽極，即在金屬鈦網(wǎng)上涂一層具有電催化活性的單一或者混合金屬氧化物而構(gòu)成。其二是導電混凝土，即用導電材料全部或部分代替混凝土中的骨料，依靠這些導電組分間緊密接觸而導電。其三是柔性陽極，它可以彌補普通輔助陽極導電均勻性差、易受介質(zhì)電阻率影響的缺點，可在更復雜的場合下使用。

9.4.3 參比電極的發(fā)展

實驗室常用參比電極電位穩(wěn)定，精度較高，測量數(shù)據(jù)準確可靠，但要求精細的維護和嚴格的使用條件，在工程應用中是不方便的。因此選擇合適的、長期穩(wěn)定的參比電極對陰極保護電化學參數(shù)測量及保護效果的評價是至關(guān)重要的。

目前常用于海洋環(huán)境的參比電極有Ag/AgCl電極，用于土壤環(huán)境的有Cu/CuSO4電極；此外高純Zn電極也作為海水中陰極保護的參比電極。另外，高純鎂電極和Mo/MoOx電極都得到了不同程度的實際應用。

9.5陰極保護計算機輔助設(shè)計

9.5.1經(jīng)驗法

在傳統(tǒng)的陰極保護工程設(shè)計中，大多采用經(jīng)驗設(shè)計和平均分布的原理來設(shè)計陰極保護方案，并采用實際測量或經(jīng)驗估計的方法來掌握電位分布規(guī)律。這種方法雖然比較簡單實用，但實際保護效果卻還有待提高，特別是沒有經(jīng)驗可借鑒的新結(jié)構(gòu)陰極保護設(shè)計。

9.5.2縮比模型法

縮比模型法陰極保護設(shè)計是基于縮比理論，將被保護對象按一定比例制成縮比模型，同時將介質(zhì)的電導率按比例減小，在實驗室內(nèi)研究不同陰極保護方案（如輔助陽極數(shù)量、位置，參比電極數(shù)量、位置等）對保護效果的影響，從而實現(xiàn)陰極保護設(shè)計方案的優(yōu)化。該方法也稱為物理比例電導縮比模型方法，是一種實驗優(yōu)化設(shè)計技術(shù)。

9.5.3數(shù)值模擬法

物理縮比模型實驗雖然可以較好地指導陰極保護設(shè)計，但其操作比較復雜，工作量和成本也都比較大，而且對于保護對象的細節(jié)結(jié)構(gòu)部分無法很好地模擬。為實現(xiàn)保護效果的快速、準確評價，近幾年又發(fā)展了數(shù)值模擬技術(shù)來預測保護效果并優(yōu)化設(shè)計方案，以獲得陰極保護效果的最優(yōu)化。數(shù)值模擬法是通過計算機求解不同陰極保護方案電位、電流分布，確定最佳陰極保護方案。