锌及其合金的大气腐蚀研究现状
锌铝镁镀层和纯锌镀层在典型大气环境中初期腐蚀行为研究
表面技术第53卷第2期锌铝镁镀层和纯锌镀层在典型大气环境中初期腐蚀行为研究黎敏1，董妮妮2，商婷1，王保勇2，蒋光锐1，邵蓉1，刘武华2，刘永壮1，曹荣华1（1.首钢集团有限公司技术研究院，北京 100041；2.首钢京唐钢铁联合有限责任公司，河北 唐山 063200）摘要：目的增加对不同大气环境中锌铝镁镀层钢腐蚀行为的了解，研究中国地区不同气候条件下1 a内锌铝镁镀层钢腐蚀产物的组成和腐蚀速率。
方法采用SEM、GDS、XRD研究了纯锌（GI）镀层材料和锌铝镁合金（ZM）镀层材料的结构，对比研究了GI镀层和ZM镀层在吐鲁番、江津、青岛以及万宁4个大气试验站的腐蚀试验。
结果万宁GI的腐蚀速率为ZM的4.56倍，江津GI的腐蚀速率为ZM的3.76倍，青岛GI的腐蚀速率为ZM的2.84倍，吐鲁番GI的腐蚀速率为ZM的2.42倍，对于GI镀层和ZM镀层，按腐蚀速率从大到小的顺序依次为万宁、青岛、江津、吐鲁番。
江津和万宁GI镀层的自腐蚀电流密度较小，万宁ZM镀层的自腐蚀电流密度最小。
锌的大气腐蚀速率主要受相对湿度、氯离子含量、SO2含量等影响，主要通过影响腐蚀产物组成来影响锌的腐蚀速率。
腐蚀产物的保护性受其化学组成、导电性、黏附性、致密性、溶解性、厚度、形态和亲水性等因素影响，不同的锈层结构对阴极氧还原的抑制作用不一样，高氯环境对GI的保护性腐蚀产物Zn5(CO3)2(OH)6有较大的破坏性，在高碱性环境下，容易使腐蚀产物转变成疏松导电的ZnO。
在高氯环境中，由于镀层中MgZn2的阳极溶解，释放出可与OH反应的Mg2+以形成氢氧化镁（Mg(OH)2）。
在ZM表面用Mg(OH)2代替氧化锌被认为可以降低阴极氧还原反应（ORR），具有缓冲阴极位置的pH值升高的作用，能使碱式碳酸锌变得稳定，显著提升耐腐蚀性。
结论ZM镀层材料在高盐高湿环境下能形成稳定的腐蚀产物，降低阴极氧还原速率，在典型大气环境下具有广阔的应用前景。
大气环境下金属材料腐蚀研究方法分析
大气环境下金属材料腐蚀研究方法分析作者：邢士波来源：《科技传播》2016年第14期摘要材料在大气中的腐蚀近年来广受关注，是多种腐蚀因素在大气环境下综合作用于材料表面的结果。
材料的腐蚀破坏致使装备、设施安全服役期缩短，安全性下降。
现有的研究资料表明我国因腐蚀造成的损失约占每年国民生产总值3%～4%。
本文对金属材料腐蚀试验方法进行了初步的探讨与分析。
关键词金属材料；试验；腐蚀中图分类号 TG115 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）167-0214-02材料在大气中的腐蚀近年来广受关注，是多种腐蚀因素在大气环境下综合作用于材料表面的结果。
材料的腐蚀破坏致使装备、设施安全服役期缩短，安全性下降。
因此详细研究了解材料在大气环境下的腐蚀特点及环境因素对材料腐蚀的影响规律已经逐渐成为材料科学领域中的重要研究方向。
本文对金属材料腐蚀试验方法进行了初步的探讨与分析。
1 金属材料的实际暴露腐蚀试验大气腐蚀研究方法是研究铝合金大气腐蚀规律的重要手段，近年来已取得较快发展。
铝合金模拟大气腐蚀主要是室外现场试验，它能够真实反映所在地区的腐蚀情况，数据直观可靠，也为室内研究加速腐蚀提供参考数据，使得加速腐蚀试验具有可比性。
材料在自然环境下的曝露腐蚀试验研究已有一百多年的历史，我国于1955年开始建立大气腐蚀试验网站，取得了大量有价值的研究成果。
国家自然科学基金重大项目“材料自然环境腐蚀”研究工作，完成了常用材料在我国10个主要典型大气环境下的腐蚀数据监测记录，以及在实验室中材料的腐蚀规律，户内户外腐蚀结果相关性，大气腐蚀测试等研究。
对材料室外实际暴露试验数据进行整理，并在实验室条件下进一步对材料腐蚀规律进行分析，结合暴露试验站点实际的环境气候和地理数据，可以有效真实的对材料进行实际腐蚀研究。
2 室内模拟大气加速腐蚀试验方法室外自然暴露试验得到的腐蚀数据直观、可靠，能反应腐蚀的实际情况，可获得户外自然环境下材料的腐蚀规律，可以评价试验环境下的材料寿命，为选材提供合理依据。
锌及其合金的大气腐蚀研究现状_施彦彦
定稿日期:2005-03-10基金项目:国家自然科学基金(50499335)作者简介:施彦彦,女,1981年生,汉族,博士生,研究方向为材料的失效行为锌及其合金的大气腐蚀研究现状施彦彦1 张 昭1 张鉴清1 曹楚南1,2(1 浙江大学化学系杭州310027;2 金属腐蚀与防护国家重点实验室沈阳110016)摘要:综述了大气中常见侵蚀性粒子对锌及其合金大气腐蚀的影响机制,重点介绍了几种常用的大气腐蚀研究方法,并比较了各种研究方法的优缺点.同时展望了锌及其合金大气腐蚀研究的方向.关键词:锌 锌合金 大气腐蚀中图分类号:T G172 文献标识码:A 文章编号:1005-4537(2005)06-0373-071前言锌及其合金镀层在金属防护领域中得到了广泛的应用,而其大气腐蚀的本质是薄液膜下Zn 金属的电化学腐蚀.Zn 能以很快的速度与环境中的氧气和水汽形成氢氧化物和氧化物,再与环境中的其它物质发生反应,形成各种碱式盐而覆盖在锌基体表面,从而对大多数自然环境中锌基体的进一步腐蚀起到了较好的抑制作用[1].此外,Zn 的价格相对便宜.所以锌及其合金镀层在金属材料,特别是钢铁材料的防护领域中得到了广泛的应用.一般而言,锌及其合金镀层的典型服役环境为液体介质或大气气氛,其腐蚀行为在一定程度上反映了其所处大气环境污染的程度[2],表明对锌及其合金在大气环境中腐蚀行为的研究具有十分重要的意义.近年来国内外研究者都对锌及其合金的大气腐蚀表现出越来越浓厚的兴趣[3],应用多种不同的技术从不同的角度对其腐蚀行为进行了一系列的研究.2锌及其合金的大气腐蚀机理一般认为Zn 及其合金在中性溶液中的腐蚀过程遵循溶解沉降机理(dissolution precipitation mech -anism)[4],其阳极过程为:Zn Zn ++e(1)Zn + Zn 2++e(2)其中Zn +为中间产物.其阴极反应,一般认为是吸氧反应:O 2+2H 2O+4e 4OH-(3)Zn 的阳极溶解一般发生在其表面的缺陷处,腐蚀结果表现为肉眼可见的小孔;而阴极反应则发生在这些小孔的周围[5].Zn 2+离子和OH -离子在小孔周围生成Zn(OH)2沉淀,后者脱水生成ZnO.在大气气氛中,随着Zn 在大气中暴露时间的延长,氧化锌或氢氧化锌慢慢地转化为各种不同的大气腐蚀产物.和大多数金属一样,环境的湿度对Zn 的腐蚀影响很大;但Zn 及其合金的腐蚀速率不会随着暴露时间的延长而降低,并且其对环境中的侵蚀性粒子及其浓度的变化显示出极强的敏感性[6].Mattsson 等研究指出,不同环境中Zn 的腐蚀速率存在着一个大致的范围:乡村0 2 m/a~3 m/a 、都市2 m/a~16 m/a 、工业区2 m/a~16 m/a 、海滨0 5 m/a~8 m/a [7].而Ailor 和German 等学者认为,Zn 的真实腐蚀速率应是Mattsson 所得结果的一半[8,9].一般而言,工业区和都市大气中主要含有SO 2,而海滨大气中主要含有Cl -等卤素离子.因此,根据M attsson 等的研究结果,可以认为SO 2对Zn 腐蚀的影响远远大于Cl -等卤离子的影响.Ra -manauskas [10]等人在研究锌及其合金(分别为Zn-0 6mass%Co 、Zn-0 4mass%Fe 和Zn-12mass%Ni)镀层的大气暴露实验中也证实了上述观点.与此同时,Haynie 和Upham [11]等学者研究提出了Zn 及其合金的腐蚀速度(R ),与工业区或都市大气的相对湿度(RH )及大气中二氧化硫浓度([SO 2])之间的数学表达式:R =3 92 10-4(RH -48 8)[SO 2](4)以下重点讨论SO 2、CO 2和Cl -这3种主要的大气污染物对Zn 及其合金大气腐蚀的影响机制.2 1SO 2与Zn 及其合金的大气腐蚀机理SO 2与Zn 及其合金的反应是分步进行的,一般认为其反应过程主要分为三步:SO 2进入并溶解在Zn 及其合金表面由于吸第25卷第6期2005年12月中国腐蚀与防护学报Journal of C hinese Society for Corrosion and ProtectionVol 25No 6Dec 200附作用所形成的薄层液膜中,并发生水化反应, SO2(g) SO2(ads)+H2O HSO-3(ads)+H+(5)H SO-3在O3、H2O2或者Fe、M n等过渡金属杂质的作用下氧化为SO2-4[12,13],HSO-3(ads)+H2O2 H SO-4+H2O(6)HSO-3(ads)+O3 H SO-4+O2(7)HSO-3(ads)+[O] H SO-4(Fe,Mn)(8)HSO- SO2-4(9)在一定的pH值下,生成的SO2-4与Zn2+、ZnO或Zn(OH)2形成具有复杂结构的碱式硫酸盐Zn x(OH)y(SO4) z H2O或ZnSO4,Zn2++SO2-4 ZnSO4(10)Zn2++SO2-4+x H2O ZnSO4 x H2O (x=4, 6或7)(11) y Zn(OH)2+ZnSO4+4H2OZn y+1(SO4)(OH)2y 4H2O (x=3或6)(12)由于SO2的溶解及氧化过程产生了H+,导致Zn表面薄层液膜的酸化.在酸性环境中,碱式硫酸盐进一步发生反应生成稳定的腐蚀产物ZnSO4.由于ZnSO4是可溶性盐,在雨水的冲刷下很容易离开金属表面,从而使裸露的金属再次暴露在空气中并继续发生腐蚀.另外,SO2对Zn表面的酸化作用加速了富含SO2的工业区和都市大气中Zn金属的腐蚀,在一定程度上导致Zn金属的腐蚀速度远远大于其在海滨和乡村大气中的腐蚀速度.在中性环境中,Zn x(OH)y(SO4) z H2O是否可以稳定存在仍有争议.一般认为它不稳定,最终会转化为Zn x(OH)y(CO3) z H2O复合盐,因为自然界中不存在稳定的Zn x(OH)y(SO4) z H2O矿石,却存在稳定的Zn x(OH)y(CO3) z H2O.但Biestek等人研究指出[14],Zn x(OH)y(CO3) z H2O复合盐主要出现在Zn及其合金的腐蚀初期,而Zn x(OH)y(SO4) z H2O 复合盐则是腐蚀后期的主要产物之一.2 2C O2与Zn及其合金的大气腐蚀机理Zn的碳酸盐是除Zn(OH)2外最广泛存在的Zn 的大气腐蚀产物,其主要的存在形式为ZnCO3和Zn5(CO3)2(OH)6[15].一般认为,在一定浓度的CO2存在的条件下,ZnO或Zn(OH)2将与CO2发生反应生成Zn的碳酸盐:ZnO+CO2 ZnCO3(13)Zn(OH)2+CO2 ZnCO3+H2O(14)3Zn(OH)2+2ZnCO3 Zn5(CO3)2(OH)6(15)研究同时表明[15],Zn金属表面大量存在的Zn(OH)2可作为晶种,当加入适当的离子后, Zn(OH)2即与CO2形成难溶的Zn5(CO3)2(OH)6并沉积在金属表面.因此,虽然Zn的腐蚀速率随CO2浓度的增加而增大[16],但生成的碳酸盐却可以在一的研究也证实了上述观点:在实验温度为22 时,当Zn表面只沉积70 g/cm2的NaCl而无CO2存在时,其腐蚀速度是存在350 10-6CO2时的3~4倍;同时,由于升高温度同步地增大了CO2的侵蚀作用和CO2转变为不溶性盐的速度,导致当CO2存在时Zn的腐蚀速度与温度无关.2 3Cl-气氛下,Zn及其合金的大气腐蚀机理在Cl-大量存在的环境中,Zn的主要腐蚀产物为Zn5(OH)8Cl2 H2O.Bernard等[18]研究指出,大气中的NaCl微粒在Zn表面薄液膜中的沉降和溶解作用增强了薄液膜的导电性能,加剧了Zn的腐蚀;伴随腐蚀反应的进行,Cl-和OH-等阴离子向阳极区定向移动,而Na+和Zn2+则向阴极区迁移,从而导致阳极区Cl-的富集及薄液膜pH值的增加.同时,阳极区富集的Cl-将导致难溶碱式氯化锌的生成:5Zn2++H2O+8OH-+2Cl-Zn5(OH)8Cl2 H2O (16)另外,当存在适当的离子时,Zn(OH)2可作为碱式氯化锌的前体:Zn(OH)2(s)+4Zn2++6OH-+2Cl-Zn5(OH)8Cl2 (17)碱式氯化锌在弱酸性环境中是可溶的,容易被雨水冲走,保护性不大.Friel等[12]认为这就是在Cl-存在下Zn及其合金容易产生点蚀的原因.3Zn及其合金大气腐蚀的非电化学研究手段3 1自然条件下大气曝晒腐蚀试验所谓大气曝晒试验就是将样品置于户外曝晒场的试架上,进行自然大气环境下的腐蚀试验.在曝晒过程中定期对试样进行观察,并用失重法测定其腐蚀速度,同时采用各种材料表征技术来研究其腐蚀产物和腐蚀形貌[19].大气曝晒试验的结果通常作为评价金属抗蚀性能优劣的一个重要指标.为了得到不同自然环境下Zn的大气腐蚀速度,ASTM(American Society for Testing and Mater-i374中国腐蚀与防护学报第25卷als)在全世界具有典型气候的地区进行了锌及其合金的大气曝晒实验.结果表明[20],Zn在多数大气环境中显示了良好的抗蚀性能,即使在腐蚀性最严酷的地区,其腐蚀速度也极少超过8 m/a,这正是其作为抗蚀材料并得到广泛应用的前提.目前,我国有大气曝晒试验场10个,近年来又补建了5个试验点.由全国材料腐蚀试验网站负责协调.1987年8月至1989年8月间,孙成等人[21]在辽宁省192个地点进行了Zn(其成分为mass%:Fe 0 012,Cu0 005,Pb0 040,Sn<0 005,Zn为余量)的大气暴露腐蚀试验.其实验主要关注乡村大气腐蚀,选择的地点为一些比较典型的乡村环境,这可基本忽略大气中SO2、NO x、Cl-等污染物的影响,而只考虑诸如相对湿度、降水量、气温及日照时间等环境因素对Zn腐蚀的影响.基于对部分实验结果的统计回归分析,孙成等[21]绘制了辽宁省乡村气氛中Zn的腐蚀图,并建立了乡村气氛中Zn的腐蚀速率与大气环境因素之间的数学关系式:Y=1 86+1 96 10-4(X1)+1 11 10-3 (X2)-2 60 10-2(X3)-7 26 10-4(X4)(18) R=0 94,S Y=0 095,置信度为95%.R1=0 69,R2=0 58,R3=0 287,R4=0 41.其中Y为Zn的腐蚀速率( m/a),X1为相对湿度RH>80%的年平均时间(h),X2为年平均降水量(mm/a),X3为年平均日照时间(h),R为相关系数,S Y为标准偏差( m/a).3 2实验室模拟加速实验虽然大气曝晒实验能得到可靠的自然条件下金属腐蚀速率等珍贵的数据,为相关腐蚀机理研究奠定了基础,但其实验周期长,影响因素多,并且很难深入到机理方面的研究.而实验室模拟加速实验则很好的解决这个问题.常见的大气腐蚀模拟加速实验有盐雾试验、湿热试验、干湿循环试验以及多因子复合试验等.Johansson等[16,17,22]采用实验室模拟加速实验方法研究了O3、NO2和CO2等对Zn大气腐蚀的影响.研究表明,O3和NO2对SO2的氧化反应具有明显的催化作用,加速了富含SO2的潮湿空气中Zn 的腐蚀;CO2在一定程度上加速了Zn的腐蚀,反应所生成的各种碱式碳酸盐产物虽然对Zn基体的进一步腐蚀具有一定的保护作用,但不能减缓由SO2所引起的Zn的腐蚀.无论是材料的大气曝晒试验或是实验室模拟加速实验,其传统的研究手段都是失重法,所得到的数据是样品经过长时间腐蚀后的宏观的、统计的行为和规律,对材料的腐蚀过程缺乏清楚的描述.而具有高灵敏度并能对腐蚀进行实时测量的石英晶体微天平(QCM)技术则可以很好的解决这个问题.QCM 是一种具有压电效应的质量检测仪,具有纳克级(ng)的灵敏度;它由沉积在石英晶片双面上的金属(Au或Pt)电极及相应的振荡回路构成.对于刚性电极表面,振动晶片谐振频率的变化 f与工作电极上单位面积质量 m/A的变化成正比[23],即 f=-2 m(f0)2/(nA )(19)式中f0是石英晶片的基振频率,n是谐波级数(对于刚性电极,其值为1), 为石英晶片的切变模量(2 947 1011g/cm s2), 为石英晶片的密度(2 648g/cm3).严川伟等[24]采用石英晶体微天平研究了NaCl 和SO2对纯Zn大气腐蚀的影响.他们先将NaCl沉积到Zn表面,并将处理后的石英晶片试样置于大气腐蚀气氛箱中暴露48h.研究指出,NaCl和SO2加速了Zn的腐蚀,腐蚀产物随暴露时间的延长而成指数关系地增加;同时,NaCl和SO2对Zn的大气腐蚀具有协同效应[2].3 3表征手和佐证.以下将简单介绍其中几种技术在研究中的应用.3 3 1原位原子粒显微镜(AFM)在大气腐蚀研究中的应用 扫描电镜(SEM)和原子粒显微镜(AFM)都可以得到微观的腐蚀形貌图.SEM操作相对简单使之成为一普遍的表征手段[1,16,17],而AFM 的操作虽然比较复杂但不受材料导电性能的影响,同时还具有原子级的空间分辨度,且可以得到更多的信息如样品表面平均粗糙程度、分子间力等等.L Szira ki及其工作者[25]在研究单晶Zn大气腐蚀初期阶段时采用AFM和SEM结合的手段.研究发现,腐蚀环境的不同可以导致Zn表面钝化膜的不均匀腐蚀,使其结构和电化学化学性质的发生不同.而Zn的溶解-沉淀是沿着原子的方向,另外Zn的再沉淀和其氧化物的生长也是沿一定的方向.他们还发现经过长时间的腐蚀,Zn氧化物的生长与电极表面的结构和活化点有关:在海绵状的粗糙的活化Zn表面一般会生成树枝状的氧化物.Kleber[26]等人在研究纯Cu、纯Zn及其两种合金(Cu/Zn90/10 mass%和Cu/Zn70/30mass%)实验中采用一个数字设备Nanoscope III_Multimode SPM作为实验3756期施彦彦等:锌及其合金的大气腐蚀研究现状箱,并通过对改良AFM的光学镜头,加入可振动的悬臂等一系列改良,使之可以原位测定不同气氛和温度下样品的腐蚀形貌;并应用一些新的分析软件,得到了样品表面的平均粗糙度和腐蚀产物的生长速度.在合金中,平均粗糙程度和腐蚀产物的生长速度都随着Zn含量的增加而增大.3 3 2拉曼光谱在大气腐蚀研究中的应用 由于水的拉曼散射很弱,在可见光谱区并不吸收,因此拉曼光谱特别适合在水溶液中测试,这就符合了电化学测量的要求.此外,拉曼光谱对试样组成和样品池材料没有特殊要求,扫描范围宽,在4000cm-1~4 cm-1光谱区可以一次完成,这些都较红外光谱在使用上更加方便.Bernard等人[27]在镀锌钢铁腐蚀行为的研究中应用拉曼光谱检测其腐蚀产物,观察到ZnO、Zn(OH)2和4Zn(OH)2 ZnCl2的生成.他们认为锌在阳极溶解可能生成4Zn(OH)2 ZnCl2,而在阴极区在生成无定形氢氧化物后可能会生成ZnO;并证实了由于Cl-在镀层下局部浓度不同导致pH值变化这一假设.3 3 3广延X射线吸收精细结构(EXAFS)在大气腐蚀研究中的应用 近年来,EXAFS被用来研究金属表面的结构[28,29],由于它应用了光电子喷射技术,可以在空气中测量,从而避免了由于真空而造成的样品表面脱水和结晶化,可以对腐蚀过程进行原位监测.Chung等人[30]应用EXAFS研究了纯Zn (99 95%)大气腐蚀初期腐蚀产物的结构和抗腐性.他们的研究表明,Zn的腐蚀依赖于环境,在环境湿度分别为100%和95%的条件下暴露48h,其腐蚀产物分别为ZnO和无定型的Zn(OH)2,并观察到CO2的存在则可以改善Zn的抗腐性.4Zn及其合金大气腐蚀的电化学研究手段大气腐蚀可根据金属表面的潮湿程度分为干的大气腐蚀、潮湿的大气腐蚀和湿的大气腐蚀三个阶段[31].每个阶段均有不同的腐蚀特征,但就其本质来讲,金属材料的大气腐蚀是发生在薄液膜下的电化学腐蚀.70年代,Rozenfeld等[32]设计了研究大气腐蚀的双电极和三电极电化学装置(ACM),但其测量结果与实际情况差别较大.近年来,Strat-mann[33]、Cox[34]、C Fiaud[35]等人采用微参比电极前置法,设计了研究大气腐蚀的三电极和两电极电化学装置,但由于薄液膜带来的溶液欧姆降、电流分布不均和参比电极的离子(如Cl-)污染等问题,对电化学测量带来很大的误差.但随着测量技术的发展和新兴仪器的开发,电化学手段已经逐步应用在大气腐蚀研究上,并得到了越来越广泛的关注.4 1极化曲线研究大气腐蚀应用极化技术可以较快地测量出金属在某一腐蚀介质中的塔菲尔斜率、I corr、E corr、极限扩散电流密度等动力学参数,从而对金属的抗蚀能力及各种防护手段的有效性进行一定程度的评价,足见,极化技术在腐蚀电化学研究中得到了广泛的应用.Aba-yarathna等人[36]采用极化技术研究了Zn的三种单晶({0001},{1010}和{1120})在1mol/L(NH4)2SO4和0 5mol/L NaOH本体溶液中的腐蚀电化学特征,指出{1120}具有最大的腐蚀活性.Fratesi等[37]采用极化技术研究了锌及其合金镀层的抗蚀性能.结果表明,在微酸性体系中,经铬酸盐钝化处理后的镀层具有良好的抗蚀性能;但当体系pH=3时,由于Cr 上析氢过电势较低,铬酸盐钝化处理不能明显地提高镀层的抗蚀能力.目前,极化技术已经应用到薄液膜下金属腐蚀机理的研究之中[38],但对Zn及其合金的大气腐蚀的研究还未见到报导.而且由于薄液膜带来的溶液欧姆降、电流分布和参比电极的离子(如Cl-)污染等问题还没有得到很好的解决,其研究结果的可靠性还有待进一步的验证.4 2电化学阻抗谱(EIS)研究大气腐蚀阻抗测量原本是电学中研究线性电路网络频率响应特性的一种方法,后引入电极过程的研究之中,至今已成为一种重要的电化学研究技术.电化学阻抗测量中采用小振幅的正弦波电位(或电流)为扰动信号,一方面避免了外加扰动对体系产生较大的影响,另一方面也使得扰动与体系的响应之间近似呈线性关系,从而简化了实验结果的息[39].EIS数据可以采用等效电路或数学模型等方法进行分析,前者可以方便地扣除当施加小幅值交流信号时所引起的较大的薄液膜电阻,从而解决了传统电化学技术所带来的测量失真问题.另外, Nishikata[40,41]等人在研究金属大气腐蚀时,利用传输线(TM L)原理分析了薄液膜下电流的分布,指出当Bode图中相位角超过-45 时,电极表面电流分布均匀,从而使得EIS技术被广泛而成功地应用于金属的大气腐蚀研究中.Mahdy和Nishikata等[3,42,43]认为可采用极化电阻(R p)的倒数,即EIS的高频阻抗减去低频阻抗的倒数,来表征材料的腐蚀速率,并对金属在干湿循376中国腐蚀与防护学报第25卷环中的腐蚀速率进行了监测.研究表明,金属在湿循环中的腐蚀速率明显地小于其在干循环前期的腐蚀速率.这是因为在干循环前期,随着溶液的蒸发,金属表面液膜厚度减薄,导致溶液浓度增大,并加速了氧气在薄液膜中的扩散过程;但在干循环后期,由于金属表面溶液已完全蒸发,腐蚀很难进行,此时腐蚀速率最小.在溶液蒸发的过程中,显然存在着金属表面溶液不连续的情况,此时测得的数据的可靠性较低.考虑到干循环中由于溶液蒸发所导致的液膜不连续问题,Chung等人[44]在研究纯Zn(99 95%)的大气腐蚀时,将试样暴露在不同湿度的环境中,然后在含0 003mol/L LiCl的甲醇溶液中进行EIS测量.该方法不仅模拟了材料大气腐蚀的真实情况,而且在一定程度上解决了液膜分割、电流分布不均和欧姆降等电化学测量所遇到的难题.4 3电化学噪声(EN)研究大气腐蚀电化学噪声是指电化学动力系统演化过程中,其电学状态参量(如电极电位、外测电流密度等)的随机非平衡波动现象[45].电化学噪声的起因很多,常见的有腐蚀电极局部阴阳极反应活性的变化、环境温度的改变、腐蚀电极表面钝化膜的破坏与修复、扩散层厚度的改变、电极表面膜层的剥离及电极表面气泡的产生等[46].电化学噪声技术相对于诸多传统的腐蚀监测技术(如重量法、容量法、极化曲线和电化学阻抗谱等)具有明显的优良特性.首先,它是一种原位无损的监测技术,在测量过程中无须对被测电极施加可能改变腐蚀电极腐蚀过程的外界扰动[47~49];其次,它无须预先建立被测体系的电极过程模型[50];第三,它无须满足阻纳的三个基本条件;最后,检测设备简单,且可以实现远距离监测.因而在大气腐蚀的薄液膜的研究中,可以避开溶液电阻以及电流密度分布不均匀的影响[51,52].采用电化学噪声技术进行大气腐蚀研究时,可以在开路电位或极化条件下进行.其检测系统一般采用双电极体系,即一个研究电极和一个参比电极.参比电极一般为饱和甘汞电极(SCE)或Pt电极,也可以采用其它形式的参比电极(如Ag-AgCl参比电极等)[53].噪声数据处理可以采用时域、频域、小波分析和分形分析等多种方法.程英亮等人已经成功地将EN应用于大气环境中薄液膜下LY12铝合金的腐蚀研究中[54].然而,迄今为止将EN应用于锌及其合金的大气腐蚀研究尚未见文献报导.4 4Kelvin探针技术研究大气腐蚀Kelvin探针技术是从表面物理中测定金属表面功函的Kelvin探头方法移植到腐蚀研究中的一种电化学测试技术.该技术由Stratmann及其合作者[55]于1987年首次提出,从技术层面上解决了大气腐蚀的电化学研究中由于金属表面的水膜很薄而无法加入参比电极的难题.Stratmann的理论研究表明,腐蚀金属电极的腐蚀电位E corr和探头与金属表面薄液膜之间的伏打电位差 Pr El之间具有如下的简单关系:E c orr=const+ Pr El(20)式中,常数项与探针材料、腐蚀金属电极表面上的水膜和大气成分以及用来测定腐蚀电位的参比电极等有关,可以通过实验确定.虽然应用Kelvin探针研究锌及其合金的大气腐蚀还未见报导,但是王佳等人已经成功地将它应用于Fe、Cu等金属的大气腐蚀研究中[56],并对传统的Kelvin探针技术进行了改进,使之可用于测试极薄液层下金属的电极电位[57].但是当腐蚀信号很微弱时,由Kelvin探针技术所得到的结果与实际情况之间常常存在着很大的偏差.另外,Kelvin探针技术所需要的振荡信号加速了离子和O2在薄液膜中的对流过程,促进了腐蚀[58].5展望目前,虽然国内外已经应用多种测试手段对Zn 及其合金的大气腐蚀进行了一定程度的研究,积累了大量的腐蚀数据,并对其腐蚀机理进行了探讨,但是由于各种测试手段本身的缺陷,很多关键的数据并不可靠,甚至无法得到.鉴于Zn及其合金镀层在金属防护领域中的广泛应用,探明Zn及其合金的大气腐蚀状态与电化学信号之间的对映关系、发展原位准确快速地监检测其腐蚀过程的电化学技术等研究将成为未来腐蚀研究的热点.参考文献:[1]Assaf F H,Abd S S,El-Rehiem,et al.PQu Q,Yan C W,Zhang L,et al.Synergism of NaCl and SO2in i n-i tial atmospheric corrosion of zinc[J].Chin.J.Nonferr.M etal., 2002,12(6):1272-1275(屈庆,严川伟,张蕾等.Zn初期大气腐蚀中NaCl和S O2的协同效应[J].中国有色金属学报,2002,12(6):1272-1275)[3]El-M ahdy G A.Advanced laboratory study on the atmosphericcorrosion of zi n c under thi n electrolyte layers[J].Corrosion,2003, 59(6):505-510[4]Baugh L M.Corrosion and pol arizati on characteristics of z i nc i nneutral-acid media-I.pure z i nc in solutions of various sodium salts[J].Electrochim.Acta,1979,24:657-6673776期施彦彦等:锌及其合金的大气腐蚀研究现状[5]Lindstr m R,Svensson J E,Johansson L G.The atm ospheric corro-sion of zinc in the presence of NaCl-the influence of carbon dioxide and temperature[J].J.Electrochem.Soc.,2000,147(5):1751-1757[6]Cramer S D,Carter J P,Linstrom P J,Flinn D R.Environmentaleffects on metallic corrosion products formed in short-term atmo-spheric expos ures[J].ACS Symposium S eries,1986:119-151 [7]M attsson E.Corrosion:an electrochemical problem[J].Chem.Tech.,1985,15:234-243[8]Ai lor W H.Atmospheric Corrosion[M].New York:John W iley&Sons Inc.,1982,529-552[9]German G.Atomspheric Factors Affecting th e Corrosion of Eng-ineering M etals[M].AST M,USA:Philadelph i a,1978:74-82 [10]Ramanauskas R,M uleshkova L,M aldonado L,Dobrovolskis P.Characterization of the corrosion behaviour of Zn and Zn alloy electrodeposits:atmospheric and accelerated tes ts[J].Corros.Sci.,1998,40:401-410[11]Haynie F H,Upham J B.Effects of atmosph eric sulfur dioxide onthe corrosion of z i nc[J].M ater.Perf.,1986,9(8):35-40 [12]Friel J J.Atmospheric corrosion products on Al,Zn and AlZnmetallic coatings[J].Corrosion,1986,42(7):422-426[13]M unier G B,Psota L A,Reagor B T,et al.Contamination of elec-tronic equipm ent after an extended urban exposure[J].J.Elec-trochem.S oc.,1980,127(2):265-272[14]Biestek T,Drys M,Sokolov,et al.Atmospheric corrosion of meta-llic s ystems.V.Identification of the chemical com pounds in the cor-rosion products of zi n c[J].Prot.M et.,1983,19(5):612-615 [15]Fli nn D R,Cramer S D,Carter J P,et al.M aterials degradati oncaused by acid rai n[A].W ashington.R.Baboian,Editor.ACS Symposium Series,1986:119-151[16]Falk T,S venss on J E,Johanss on L G.The role of carbon dioxide inthe atmospheric corrosion of zinc:a laboratory study[J].J.Elec-trochem.S oc.,1998,145(1):39-44[17]Linds tr m R,Svensson J E,Johansson L G.The atmospheric cor-rosion of zinc i n the presence of NaCl-the influence of carbon dioxide and temperature[J].J.Electrochem.Soc.,2000,147(5): 1751-1757[18]Bernard M C,Hugot L A,Philips N.U nderpaint corrosion of zinc-coated steel sheet studied by in si tu Raman spectroscopy[J].Corros.Sci.,1993,35(5-8):13社,2002,210)[20]Anderson E A.Th e Atmospheric Corrosion of Rolled Zinc,in Sym-posium on Atmospheric Corrosion of Nonferrous M etal s[M].STP 175,Am erican Society for Testing and M aterials,1955,126-134 [21]Sun C,Wu W T,Huang C X,et al.Atmospheric corrosion of zincin Liaoning rural area[J].M ater.Sci.Prog.,1992,6(4):312-314(孙成,吴维,黄春晓等.Zn的乡村大气腐蚀[J].材料科学进展,1992,6(4):312-314)[22]Svensson J E,Johansson L G.A laboratory study of the effect of o-zone,nitrogen dioxide and sulfur di oxide on the atmospheric corr-sion of zinc[J].J.Electrochem.Soc.,1993,140(8):2210-2216 [23]Deakin M R,M elroy O R.M onitoring the grow th of an oxide filmon aluminum in situ w ith the quartz crystal m icrobalance[J].J.Electrochem.Soc.,1989,136(2):349-352[24]Qu Q,Yan C W,Zhang L,et al.In i tial atmospheric corrosi on ofzinc sprayed w ith NaCl[J].T rans.Nonferrous M et.S oc.China, 2003,13(5):1243-1246[25]Sz i r ki L,Sz cs E,Pilb th Z,et al.Study of the initial stage ofw hite rust formation on zinc si ngle crys tal by EIS,S TM/AFM and SEM/EDS techniques[J].Electrochimica Acta,2001,(46):3743 -3754[26]Kleber C,S chreiner M.M ultianalytical in-situ i nvestigati ons ofthe early stages of corrosi on of copper,zi n c and binary copper/zinc alloys[J].Corros.Sci.,2003,45(8):2851-2866[27]Bernard M C,Hugot-Le A,M assinon D,et al.U nderpaint corro-sion of zinc-coated steel sheet studied by in si tu Raman spec-troscopy[J].Corros.Sci.,1993,35(Nos5-8):1339-1349 [28]L tzenkipchen D,Waligura C U,Strehbl ow H.An in si tu EXAFS-study of corrosion products[J].Corros.Sci.,1998,40(6):1037 -1041[29]Suzukia,S,Suzukia T,Kimuraa M,et al.EXAFS characterizationof ferric oxyhydroxides[J].Appl.Surf.Sci.,2001,169-170:109 -112[30]Chung S C,Lin A S,Chang J R,et al.EXAFS study of atmospher-ic corrosion products on zinc at the initi al stage[J].Corros.Sci., 2000,42,1599-1610[31]Tomashov N D.Development of the electrochemical theory ofmetallic corrosion scien ce[J].Corrosion,1964,20:7t-14t [32]Rozenfeld I L.Atmospheric corrosion of metals[J].NACE,Hous-ton,T X,1972[33]Stratmann M,Streckel H,Kim K T,Crockett S.On the atmo-spheric corrosion of polarizati on curves on metal surfaces w hich covered by thin electrolyte layers[J].Corros.Sci.,1990,30(6/7):715-734[34]Cox A,Lyon S.An electrochemical study of the atmospheric corro-si on of mild steel-I,experimental[J].Corros.S ci.,1994,36(7): 1167-1176[35]Fiaud C,Keddam M,Kadri A,Takenouti H.Electrochemicalimpedan ce in a thin surface electrolyte layer influence of the po-tenti al probe location[J].Electrochim.Acta,1987,32(6):445-448[36]Abayarathna D,Hale E B,O Keefe T J,et al.Effects of sampleorientation on the corrosion of zinc ammonium sulfate an d sodium hydroxide solutions[J].Corros.Sci.,1991,32(7):755-768 [37]Fratesi R,Roventi G,Brance C,Simoncini S.Corrosi on resistanceof Zn-Co alloy coatings[J].Sur.Coat.Technol.,1994,63:97-103[38]Nishikata A,Ichihara Y,Hayashi Y,Tsuru T.Influence of elec-trolyte layer thickness and pH on the i n i tial stage of the atmospher-ic corrosion of iron[J].J.Electrochem.Soc.,1997,144(4):1244 -1252[39]Cao C N,Zhang J Q.An Introduction to ElectrochemicalIm pedance Spectroscopy[M].Beijing:S cience Press,2002(曹楚南,张鉴清.电化学阻抗谱导论[M].北京:科学出版社,2002)[40]Nishikata A,Ichihara Y,Tsuru T.An appli cati on of electrochem-ical impedance spectroscopy to atmosph eric corrosion study[J].Corros.S ci.,1995,37(6):897-911378中国腐蚀与防护学报第25卷。
模拟酸雨大气环境镀锌钢的室内加速腐蚀行为和机理
第52卷第6期表面技术2023年6月SURFACE TECHNOLOGY·327·模拟酸雨大气环境镀锌钢的室内加速腐蚀行为和机理陈翠1，王瑾1，陈娜娜2，刘倩倩2，张新3，肖葵2（1.甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 钢铁研究院，甘肃 嘉峪关 735100；2.北京科技大学 新材料技术研究院，北京 100083；3.北京科大分析检验中心有限公司，北京 100083）摘要：目的采用室内加速试验方法研究热浸镀锌钢在模拟酸雨大气环境中的腐蚀行为和机理。
方法主要采用失重法对试样的腐蚀动力学进行研究，采用EDS、XRD和XPS对试样进行腐蚀产物成分分析，通过SEM和共聚焦显微镜观测试样表面形貌，采用EIS对试样表面涂层的保护性能进行检测。
结果在模拟酸雨大气环境中，厚度损失与时间呈幂函数关系，腐蚀大致是一个减速过程但在104 d后加速，在120 d后试样表面出现红锈和密集、深而窄的点蚀坑。
主要腐蚀产物有ZnO、Zn4SO4(OH)6及可溶性产物ZnSO4·x H2O和Na2ZnSO4·4H2O，并且由截面形貌可知，镀层在酸雨环境中易被破坏。
结论在模拟酸雨大气环境中，热浸镀锌本身的耐蚀性很快失效，腐蚀速度加快直至生成的腐蚀产物在缺陷处形成较为完整的产物膜，对镀层的腐蚀具有一定抑制作用。
但是酸雨环境中腐蚀产物膜较薄，易被破坏，这种溶解会使镀层失去保护，进一步腐蚀。
关键词：热浸镀锌钢；酸雨大气；室内加速试验；腐蚀机制中图分类号：TG174文献标识码：A 文章编号：1001-3660(2023)06-0327-10DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2023.06.029Accelerated Indoor Corrosion Behavior and Mechanism of Galvanized Steel in Simulated Acid Rain Atmospheric EnvironmentCHEN Cui1, WANG Jin1, CHEN Na-na2, LIU Qian-qian2, ZHANG Xin3, XIAO Kui2(1. Center Iron and Steel Research Institute, Gansu Jiu Steel Group Hongxing Iron & Steel Co., Ltd., Gansu Jiayuguan735100, China; 2. Institute for Advanced Materials and Technology, University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083, China; 3. Testing Center of USTB Co., Ltd., Beijing 100083, China)ABSTRACT: To investigate the corrosion behavior and mechanism of hot-dip galvanized steel in the simulated acid rain atmosphere, the indoor cyclic accelerated test was adopted. Each cycle process was composed of acid salt spray conditions, dry conditions, and wet conditions for 8 h. The salt solution used in the acid salt spray condition was (1±0.1) g/L NaHSO3, and the pH value was about 2.5. When the test reached the four cycles of 24, 56, 104, and 120 d, the samples were taken out for further收稿日期：2022–05–14；修订日期：2022–09–09Received：2022-05-14；Revised：2022-09-08作者简介：陈翠（1987—），女，工程师，主要研究方向为金属涂镀后表面处理及耐蚀性能。
我国大气腐蚀研究进展(续完)
文 献标 识码 ： Ａ
文章 编号 ：１７ — ２ ２ ２ ０ ）２ ０ ０ － ７ ６２ ９４ （０６０－ ０ １ ０
Ｒｅｅ ｔ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｎａｍｏ ｐ ｅｉ ｃ ｒｏ ｉｎｓ ｄ ｆ ｔｒａｓｎＣ ｉ ａｔｅ ｎ ） ｃｎ ｖ ｌｐ ｎ ｔ ｓ ｈ ｒ ｒｓ ｕ ｙｏ ｅ ｌ ｉ ｈｎ （ ｄ ｄ ｉ ｃｏ ｏ ｔ ｍａ ｉ ｈ ｅ
１武 汉材 料保 护研 究所 ， 北 武 汉 ４ ０ ３ ． 湖 ３０ ０ ２ 海 军 工程大 学 ， ． 湖北 武 汉 ４ ０ ３ ３ ０３
摘 要 ：总结 了近 几 年 来我 国在 大气 腐蚀 方 面 的研 究现 状 和进 展 ， 包括 国产 、 用 、 大、 常 量 面广 的 ４大类 材 料在 我 国 ９类主要 典 型 大 气环境 下 的腐蚀 数 据 积 累 ；各 类 典型 材料 在 典型 环境 下的 大 气腐蚀行 为规律 ； 大气环 境 因素 对材 料 大 气腐蚀 的影 响 ； 钢 、 合 金钢 大气腐 蚀行 为 预 测 ． 别是 根据 ８年试 验 结果 所 总结 碳 低 特 出的 大气 腐蚀 速度 与 试验 时 间之 间具 有 幂 函数 关 系的基础 上 ． 又进一 步建 立 了腐蚀 速度 与合 金 元素 之 间 的 数 学模 型 关 系； 讨 了采 用 Ａ 探 ＣＭ 技 术评估 大气腐 蚀 严酷 性 ； 步 建 立 了大 气腐蚀 数 据 库 ， 正进 一 步 采 用 初 并
计 算机 发展 网络 查询服 务 系统 ， 实现科 学数据 共 享 。经 ２ ０余年 之研 究 ， 写 了并 出版 中 国材 料 自然 环境 腐 撰
蚀 专著 中大气腐蚀 篇 ． 还研 制和 生产 了经济耐 候钢 。
关 键 词 ：材 料 ： 气 腐 蚀 ： 展 大 进
Cu及其合金的大气腐蚀研究现状
第34卷第5期2014年10月中国腐蚀与防护学报Journal of Chinese Society for Corrosion and Protection V ol.34No.5Oct.2014Cu 及其合金的大气腐蚀研究现状齐东梅1成若义2杜小青1陈宇1张昭1张鉴清1,31.浙江大学化学系杭州310027;2.海军工程大学武汉430033;3.中国科学院金属研究所金属腐蚀与防护国家重点实验室沈阳110016摘要：综述了Cu 及其合金的大气腐蚀机理，重点介绍了影响Cu 及其合金大气腐蚀的主要因素和几种常见的大气腐蚀研究方法，并对其今后的研究趋势进行了展望。
关键词：Cu 铜合金大气腐蚀中图分类号：O646文献标识码：A 文章编号：1005-4537(2014)05-0389-10Review on Atmospheric Corrosion of Copper andCopper AlloysQI Dongmei 1,CHENG Ruoyi 2,DU Xiaoqing 1,CHEN Yu 1,ZHANG Zhao 1,ZHANG Jianqing 1,31.Department of Chemistry,Zhejiang University,Hangzhou 310027,China;2.Naval University of Engineering,PLA,Wuhan 430033,China;3.State Key Laboratory for Corrosion and Protection,Institute of Metal Research,ChineseAcademy of Sciences,Shenyang 110016,ChinaAbstract:The present situation of research on atmospheric corrosion of copper and its alloys andthe relevant corrosion mechanism were summarized.The main influence factors,several commonresearch methods of atmospheric corrosion of copper and its alloys were reviewed.Meanwhile,pro-spective points in the future for the study in this field were brought forward.Key words:copper,copper alloy,atmospheric corrosion1前言Cu 是人类最早发现和使用的金属，早在史前时代人们就开始采掘铜矿，并用其制造武器、饰品、器皿等。
重庆市大气污染对锌材料腐蚀的经济损失分析
文 章编 号 ：１７ ９ ４ （０ ７ Ｏ 一 ０ ｌ ０ ６ ２— ２ ２ ２ ０ ） ｌ ０ ２ 一 ４
Ｅｃ ｎ ｍ ｉ ｓ ｔｍａ ｅ ｆＺ ｎ ｒ ｏ ｉ ｎ ｂ ｉ ｐ ｓｔｏ ｎ Ｃｈｏ ｇ ｉ ｏ ｏ ｃ Ｌｏ ｓＥｓ ｉ ｔ ｓ ｏ ｉ ｃ Ｃｏ ｒ ｓｏ ｙ Ａｃ ｄ Ｄｅ ｏ ｉｉ ｎ ｉ ｎ ｑ ｎｇ
叶堤
（ 重庆币环境科学研究院 ， 重庆 ４ ０２ ） ０００
摘要 ： 简要介绍 了材料 大气腐蚀经济损失的估算方法， 并以 ２０ ０２年为基准年 ， 选择 了重庆市主城 中心
的６个功能区作为代表性区域 ， 运用腐蚀破坏剂量响应 函数和使 用寿命计算公式对锌材料的腐蚀经济损失 进行 了定量估算。结果表明， 由大气污染腐蚀破坏锌材料造成 的年直接经济损失约为 ４ ６ ． ０ １７万元， 约为同 期 Ｇ Ｐ的 ０ １ Ｄ ，％。其 中， 干沉降对经济损失总量的贡献率在 ７ ％ ～ ９ Ｉ ９ ％之 间， 均值为 ９ ％。 ２
国外从 ２ ０世纪 ６ 年代开始致力于酸沉降对室 ０
及历史文物古迹 的腐蚀危害非 常严重 ， 国内外许多 外暴露材料的腐蚀破坏造成的经济损失的研究 ， 并 城市每年都要投入大量的防腐费用。室外暴露和室 取得了一些具有启发性的研究成果 。在我 国， ］ 从
内模拟研究均表明 ， 严重的大气酸沉降可大大加速 和促进金属材料（ 如碳钢 、 、 ） 锌 铜 和非金属材料 （ 如
．
ｒ ｓ ｏ ｓ ｕ ｃｉｎ ｎ ｉ ｕ ｃ ｉｎ ，ｔ ｅ ｅ ｏ ｏ ｃ ｌｓ ｔｚｎ ｏ ｏ ｉｎ ｗａ ｕ ｎ ｉ ｅ ．Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｅ ｈ ｔ ｃ ｎ ｍｉ ｓ ｆ ｉｃ ｅ ｐ ｎ ｅ ｆ ｎ ｔ ｓ ａ ｄ ｌ ｅ ｆ ｎ ｔ ｓ ｈ ｃ ｎ ｍｉ ｏ ｓ ｏ ｉｃ ｃ ｒ ｓ ｓｑ ａ ｔ ｉｄ ｏ ｆ ｏ ｏ ｆ ｅ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗ ｄ ｔ ａ ０ ｏ ｃ １ ｓｏ ｎ ｓ ｅ ｏ ｚ ｃ ｒｏ ｉｎ ｉ ａ ｏ ｔ ０． ｌ ｏ ａ ｅ ｅ ｒ ｈ ｃ ｃ ｏ ｎｓ ｆｒ ａ ｏ ｔ０ １ ｐ ｒ ｅ ｔｏ ｏ ｔｍｐ ｒ ｒ ｏ ｓｏ ｓ ｂ ｕ ４ ６ ｍｉ ｉｎ Ｙｕ ｎ ｐ ｒｙ ａ ，ｗ ｉｈ ａ ｃ ｕ ｔ ｏ ｂ ｕ ． ｅ ｃ ｎ ｆｃ ｎ ｅ ｏａ ｙ ＧＤＰ Ｔ ｅ ｃ ｎｒｂ ｔ ｎ ０ ｃ 一 ｌ ｈ ｏ ｔ ｕ ｉ ｆｅ ０ ｉ ０
热浸镀Zn-Al-Mg镀层在模拟湿热海洋大气环境中的腐蚀行为研究
表面技术第53卷第2期热浸镀Zn-Al-Mg镀层在模拟湿热海洋大气环境中的腐蚀行为研究顾天真1,2,3，刘雨薇1,3*，彭灿1,2,3，张鹏4，王振尧1,3，汪川1,3，孙力4（1.中国科学院金属研究所，沈阳 110016；2.中国科学技术大学 材料科学与工程学院， 沈阳 110016；3.辽宁沈阳土壤大气环境材料腐蚀国家野外科学观测研究站，沈阳 110016；4.河钢集团钢研总院，石家庄 050023）摘要：目的为详细研究热浸镀Zn-Al-Mg镀层在模拟湿热海洋大气下的腐蚀行为及作用机理，同时为热浸镀Zn-Al-Mg镀层在湿热海洋大气环境中服役提供数据参考。
方法采用腐蚀失重、XRD、SEM、电化学等测试方法对热浸镀Zn-Al-Mg镀层在模拟湿热海洋大气环境下的腐蚀行为进行研究。
结果腐蚀产物主要由Zn5(OH)8Cl2·H2O组成，腐蚀一段时间后，发现少量ZnO、Zn5(OH)6CO3，腐蚀产物具有与锌腐蚀类似的层状结构，1 848 h呈“三明治”型，相比于上下两层暗色物质，中层亮色腐蚀产物富集更多的Cl元素。
热浸镀Zn-Al-Mg镀层腐蚀速率大体随时间延长呈上升趋势，只在672~840 h腐蚀速率下降，对比镀锌在模拟环境和锌在湿热大气环境中的腐蚀，热浸镀Zn-Al-Mg镀层在模拟湿热海洋大气中表现出较好的耐蚀性。
结论热浸镀Zn-Al-Mg镀层在模拟湿热海洋大气下腐蚀产物演变与腐蚀过程中Mg的参与有关。
腐蚀672~840 h 阶段腐蚀速率下降的原因与腐蚀产物中ZnO的减少和Zn5(OH)8Cl2·H2O占比增加有关。
对比镀锌在模拟环境和锌在湿热大气环境中的腐蚀，预测热浸镀Zn-Al-Mg镀层在严酷湿热海洋大气中仍具有较高的耐蚀性，可以优先考虑作为湿热海洋环境的建设用材。
关键词：热浸镀Zn-Al-Mg镀层；湿热海洋大气；大气腐蚀；质量损失；腐蚀产物结构中图分类号：TG172 文献标志码：A 文章编号：1001-3660(2024)02-0110-10DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2024.02.010Corrosion Behavior of Hot-dip Zn-Al-Mg Coating Exposed to aSimulated Hot and Humid Marine AtmosphereGU Tianzhen1,2,3, LIU Yuwei1,3*, PENG Can1,2,3, ZHANG Peng4,WANG Zhenyao1,3, WANG Chuan1,3, SUN Li4(1. Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China;2. School of Materials Science and Engineering, University of Science and Technology of China, Shenyang 110016, China;3. Liaoning Shenyang Soil and Atmosphere Corrosion of Materials National Observation and Research Station,Shenyang 110016, China; 4. HBIS Group Technology Research Institute, Shijiazhuang 050023, China)收稿日期：2022-11-22；修订日期：2023-02-03Received：2022-11-22；Revised：2023-02-03基金项目：河北省自然科学基金资助项目（E2021318006）Fund：Natural Science Foundation of Hebei Province (E2021318006)引文格式：顾天真, 刘雨薇, 彭灿, 等. 热浸镀Zn-Al-Mg镀层在模拟湿热海洋大气环境中的腐蚀行为研究[J]. 表面技术, 2024, 53(2): 110-119.GU Tianzhen, LIU Yuwei, PENG Can, et al. Corrosion Behavior of Hot-dip Zn-Al-Mg Coating Exposed to a Simulated Hot and Humid Marine Atmosphere[J]. Surface Technology, 2024, 53(2): 110-119.*通信作者（Corresponding author）第53卷第2期顾天真，等：热浸镀Zn-Al-Mg镀层在模拟湿热海洋大气环境中的腐蚀行为研究·111·ABSTRACT: The work aims to explore the corrosion behavior and mechanism of hot-dip Zn-Al-Mg coatings in a hot and humid marine atmosphere and provide data references for hot-dip Zn-Al-Mg coatings serving in the hot and humid marine atmosphere. The corrosion behavior of the hot-dip Zn-Al-Mg coating in a simulated hot and humid marine atmosphere was analyzed by corrosion weight loss, X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and other test methods. The results showed that the corrosion product was mainly composed of Zn5(OH)8Cl2·H2O. After a period of corrosion, a small amount of ZnO and Zn5(OH)6CO3 were found. The corrosion product evolution was related to the participation of Mg in the corrosion process. The corrosion product had a lamellar structure, which was like a "sandwich" at 1 848 h. Compared with the upper and lower layers of dark substances, the bright-colored corrosion product in the middle layer had more Cl elements concentration. The corrosion rate of the hot-dip Zn-Al-Mg coating generally increased with time, and only dropped sharply in the stage of 672-840 h. Comparison of galvanized coatings corrosion in a simulated hot and humid marine environment and zinc corrosion in a hot and humid outdoor marine atmospheric environment showed that the hot-dip Zn-Al-Mg coating had high corrosion resistance in the simulated hot and humid marine atmosphere environment. The evolution of corrosion products of the hot dip Zn-Al-Mg coating in a simulated hot and humid Marine atmosphere is related to Mg in the corrosion process. The reason for the decrease of corrosion rate at 672-840 h is related to the decrease of ZnO and the increase of Zn5(OH)8Cl2·H2O in corrosion products. It is predicted that the hot-dip Zn-Al-Mg coating still has high corrosion resistance in the hot and humid harsh marine atmosphere, and it can be given priority as a construction material for hot and humid marine atmosphere environment.KEY WORDS: hot-dip Zn-Al-Mg coating; hot and humid marine atmosphere; atmospheric corrosion; mass loss; corrosion products structure我国是世界上海洋资源较为丰富的国家之一，海洋资源开发正在不断进行，海洋技术、设备等领域面临新的机遇与挑战。
大气环境下金属材料腐蚀研究方法解析
大气环境下金属材料腐蚀研究方法解析摘要：金属材料的腐蚀一直是研究人员关注的焦点。
研究金属材料的腐蚀并确定有效的保护战略，对金属的有效使用产生了积极影响。
近年来，由于许多腐蚀因素对大气环境中材料表面的影响，材料在大气中的腐蚀问题受到了相当大的关注。
材料腐蚀造成的损害缩短了使用寿命并降低了设施的安全性。
根据现有研究数据，每年因腐败造成的损失约占国内生产总值的3%至4%。
本文研究了金属材料的腐蚀与防护问题，首先讨论了金属材料的腐蚀机理，其次在分析金属材料防腐蚀方法的基础上，审查了防腐蚀方法的选择原则，希望分析能为有关人员提供一些指导。
关键词：金属材料；试验；腐蚀机理；研究方法引言大气中金属的腐蚀主要是细液膜下的电化学液膜厚度介于几微米到几百微米之间。
与此同时，由于环境原因，液膜分布不均，对金属材料的电化学腐蚀机制的研究提出了挑战。
由于金属材料的电化学腐蚀试验方法是以水溶液为基础的，用于研究水溶液中金属材料腐蚀机理的传统电化学工具和方法已不复存在，迫切需要开发新的电化学试验技术。
1腐蚀机理就金属腐蚀而言，这通常是由于金属与周围环境发生化学反应而引起的腐蚀问题。
其主要特点是不能与电子自由反应或形成有效粒子例如，干气和非电解溶液中的金属容易发生腐蚀问题。
例如，反应发动机燃烧是由于高温气体生产引起的腐蚀问题。
同时，电化学腐蚀机理与上述不同。
电化学腐蚀主要是由于大气水蒸气等解决办法的影响引起的一系列腐蚀问题。
例如，空气中钢的腐蚀是电化学腐蚀的常见例子。
更具体地说，当钢处于潮湿的大气环境中时，其表面会吸收一层水膜。
薄膜酸度高时，会产生各种化学成分，导致腐蚀。
一旦腐蚀发生，就会出现有效的损伤等问题，导致性能下降。
2大气环境下金属材料腐蚀试验2.1金属材料的实际暴露腐蚀试验大气腐蚀研究方法是研究铝合金大气腐蚀规律的重要工具，近年来发展迅速。
铝合金主要通过户外现场试验模拟大气腐蚀，能够准确反映该区域的腐蚀情况，数据直观可靠。
锌在辽宁红沿河核电站的大气腐蚀研究
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Ｆ ｕ ｅ 变换 红 外 光谱仪 以及 ｘ射 线衍 射 仪 对锌表 面腐蚀 产物 进行 了分析 ， 一 步分 析 了腐蚀 质 量损 失与 暴 ｏ ｒｒ ｉ 进 露 时间 呈线性 关 系的原 因 ， 并探 讨 了锌 在 Ｓ ， 含 量较 高以及 高湿 的环境 条件 下的腐 蚀机 理 。 Ｏ：Ｃ１
ｌ ｓ ｎ ｒ ａ ｅ ｉ ｐｏ ｕ ｅ ｔｍ ｅ ｗ ａ ｕｒｈｅ ｎａｙｚ ｄ．Ｔｈ ｃ ｒ ｉ ｅ ｈ ｎｉｍ ｏ ｉ ｃ ｉ ｇｈ ＳＯ２ｃ ｎｃ ｎ ａ ｏｎ ｈｉ ＣＩ ｏ ｓ ｉ ｃ ｅ ｓ ｄ ｗ ｔ ｅｘ ｓ ｒ ｉ ｓ ｆ ｔ ｒ ａ ｌ ｅ ｈ ｅ ｏｒｏｓｏｎ ｍ ｃ ａ ｓ ｆ ｚ ｎ ｎ ｈｉ ｏ ｅ ｔ ｔ ｒ ｉ ｇｈ —
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热浸镀锌及锌铝合金镀层在模拟海洋大气环境中腐蚀行为的电化学研究
analyzed. The results show that the corrosion resistance of
GL is the best, GF takes second place and the corrosion
resistance of GI is the worst in 0.02 mol/L NaCl solution. A
层(GI)、5%Al–Zn 合金镀层(GF)和 55%Al–Zn 合金镀层(GL)
的极化曲线及腐蚀速率，用扫描电子显微镜观察了 3 种镀层腐
蚀产物的表面形貌及去除腐蚀产物后的镀层表面形貌，并对腐
蚀产物成分进行了分析。结果表明：在 0.02 mol/L NaCl 溶液中，
GL 镀层耐腐蚀性最好，GF 镀层次之，GI 镀层最差。镀层会发
热浸镀锌及锌铝合金镀层在模拟海洋大气环境中腐蚀行为 的电化学研究
李黎 1, 2, *，顾宝珊 1, 2，杨培燕 1, 2，王宁涛 1, 2
（1.中国钢研科技集团公司，北京 100081；2.先进金属材料涂镀国家工程实验室，北京 100081）
摘要：在 0.02 mol/L NaCl 溶液中，用电化学方法测定了纯锌镀
surface morphologies of the corrosion products and the
coating after removing the corrosion products were observed
by SEM and the composition of corrosion products was
pure zinc coating (GI), 5%Al–Zn alloy coating (GF) and 55%
金属材料大气腐蚀研究进展汇总
存档日期：存档编号:北京化工大学研究生课程论文课程名称：材料保护学课程代号：任课教师：完成日期：专业：学号：姓名：成绩：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿金属材料大气腐蚀研究进展摘要：本文对金属大气腐蚀研究做了简介，综述了我国的大气腐蚀研究进展，并比较了国内外的发展水平。
得出我国的大气腐蚀研究已经进入了世界强国之列，但是总体上与美国等发达国家有着20-30年的差距。
对以后的大气腐蚀研究方面提出了展望。
关键词：金属，大气，腐蚀大气腐蚀是指大气中的腐蚀性气体溶解在水中作用于金属表面所引起的腐蚀[1]。
大气腐蚀是金属腐蚀的基本类型，几乎所有与大气接触的金属材料都会受到大气腐蚀，大气腐蚀所造成的损失约占腐蚀总损失的一半以上[2]，因此，开展大气腐蚀与防护的研究具有重要的意义。
1.金属大气腐蚀研究简介金属的大气腐蚀是自然界中存在的最普遍的腐蚀现象，因此人们在很早以前就已经开始对它进行研究。
特别是基于自然环境中的大气腐蚀现场曝晒试验直观、可靠的特点，世界各国对其都格外重视。
尤其是像美国、英国和日本等工业发达的国家，早在上个世纪初就开始通过现场曝晒试验研究多种材料在自然大气环境中的腐蚀行为。
相比之下，我国开展自然环境的大气腐蚀研究起步较晚，始于20世纪50年代中期，即1955年开始建立大气腐蚀曝晒试验站，但由于历史原因，发展迟缓，不具系统性，期间由于“文革”影响还中断了十几年，直到1980年才在全国范围内恢复自然环境腐蚀试验网站的建设工作[3]。
我国在大气腐蚀基础研究方面在国内外发表了大量的论文，这些系列论文的发表极大的提高了我国在大气腐蚀方面的研究地位，标志着我国已经进入大气腐蚀研究强国之列，而且这方面还保持着很好的发展势头[4]。
2.大气腐蚀行为与规律若干研究进展（1）金属材料自然环境腐蚀幂指数规律的建立和金属大气腐蚀初期行为与规律研究[5]。
以黑色金属和有色金属材料在我国典型大气环境中的长期现场腐蚀试验为基础，通过数据采集、评价和综合分析，获得了金属材料在我国典型大气环境中的腐蚀速率幂函数规律和相关参数以及拟合曲线，由此建立的幂函数模型可以表征我国典型大气环境下金属材料的腐蚀规律，这一规律的确认与获得是我国材料大气腐蚀学科领域的重要进展。
大气环境下电网设备金属材料的腐蚀及服役寿命预测研究进展
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铸造合金的高温气体腐蚀行为研究
铸造合金的高温气体腐蚀行为研究铸造合金在高温环境中会受到气体腐蚀的影响，这对于合金的性能和可靠性都是一个严峻的挑战。
因此，研究铸造合金的高温气体腐蚀行为具有重要的理论和实际意义。
本文将对铸造合金的高温气体腐蚀行为进行深入分析和研究。
一、引言铸造合金是一种用于制造工业重要零部件的材料，其具有优异的力学性能和耐热性能。
然而，在高温气体腐蚀环境下，铸造合金往往会发生氧化和金属元素与气体之间的反应，导致合金性能的下降和失效。
因此，研究高温气体腐蚀行为对于提高铸造合金在高温环境下的使用性能至关重要。
二、高温气体腐蚀机理高温气体腐蚀主要是指金属与气体之间的化学反应和物理作用。
例如，金属与氧气反应产生金属氧化物，与硫化物反应产生硫化物等。
这些反应会导致合金表面形成氧化皮、硫化物堆积等产物，使得合金失去原有的力学性能和耐热性能。
三、高温气体腐蚀影响因素高温气体腐蚀的发生受到多种因素的制约。
首先，气体成分是一个重要因素，氧气、氢气、水蒸气等对合金腐蚀具有不同的程度和方式。
其次，温度也是影响高温气体腐蚀的重要因素，不同的合金在不同温度下会出现不同的腐蚀行为。
此外，合金的晶体结构、化学成分、表面形态等也会对高温气体腐蚀产生影响。
四、高温气体腐蚀测试方法为了研究铸造合金的高温气体腐蚀行为，需要采用合适的测试方法。
常用的方法包括高温气体流动腐蚀实验、恒温静态腐蚀试验、高温氧化实验等。
这些方法可以模拟合金在高温环境中的腐蚀状况，提供有力的实验数据用于分析和研究。
五、高温气体腐蚀的防护措施为了减轻铸造合金的高温气体腐蚀损害，可以采取一系列的防护措施。
例如，采用合适的合金材料，如镍基高温合金、钴基高温合金等，具有较好的抗腐蚀性能。
此外，采用涂层技术、表面改性技术等也可以有效减轻合金的腐蚀损害，延长材料的使用寿命。
六、未来展望随着工业技术的不断发展，高温环境下铸造合金的应用需求越来越高。
因此，对铸造合金的高温气体腐蚀行为进行深入研究具有重要的意义。
重庆市大气污染对锌材料腐蚀的经济损失分析
重庆市大气污染对锌材料腐蚀的经济损失分析
叶堤
【期刊名称】《装备环境工程》
【年(卷),期】2007(004)001
【摘要】简要介绍了材料大气腐蚀经济损失的估算方法,并以2002年为基准年,选择了重庆市主城中心的6个功能区作为代表性区域,运用腐蚀破坏剂量响应函数和使用寿命计算公式对锌材料的腐蚀经济损失进行了定量估算.结果表明,由大气污染腐蚀破坏锌材料造成的年直接经济损失约为4061.7万元,约为同期GDP的0.1%.其中,干沉降对经济损失总量的贡献率在71%～99%之间,均值为92%.
【总页数】5页(P21-24,66)
【作者】叶堤
【作者单位】重庆市环境科学研究院,重庆,400020
【正文语种】中文
【中图分类】TG172.3
【相关文献】
1.大气污染对农业影响的经济损失分析 [J], 霍书浩;丁桑岚
2.大气污染对林业影响的经济损失分析 [J], 霍书浩;丁桑岚
3.大气污染对城市人体健康影响的经济损失分析 [J], 霍书浩;丁桑岚
4.重庆市生态环境局重庆市发展和改革委员会重庆市经济和信息化委员会重庆市公安局重庆市财政局重庆市交通局重庆市商务委员会重庆市市场监督管理局关于印发重庆市柴油货车污染治理攻坚战暨交通大气污染防治行动方案的通知 [J],
无
5.巢湖流域大气污染的经济损失分析 [J], 吴开亚;王玲杰
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Zn在SO_2环境中大气腐蚀初期表面特性研究
Zn在SO_2环境中大气腐蚀初期表面特性研究
严川伟;史志明;林海潮;曹楚南
【期刊名称】《腐蚀科学与防护技术》
【年(卷),期】2000(12)3
【摘要】采用扫描电镜 (SEM EDAX)和显微红外光谱技术对Zn在相对湿度为 90 %和0 .9× 1 0 -6SO2 的控制气氛条件下初期腐蚀表面和腐蚀产物进行了研究 .1 0h 以后腐蚀表面呈现均匀分布的凹凸形貌特征 ,直到数日后开始萌生局部腐蚀 .
【总页数】3页(P151-153)
【关键词】锌;大气腐蚀;二氧化硫;显微红外光谱
【作者】严川伟;史志明;林海潮;曹楚南
【作者单位】中国科学院金属腐蚀与防护研究所金属腐蚀与防护国家重点实验室【正文语种】中文
【中图分类】TG172.33
【相关文献】
1.7A04铝合金在海洋大气环境中初期腐蚀的电化学特性 [J], 董超芳;安英辉;李晓刚;生海;肖葵
2.Zn初期大气腐蚀中NaCl和SO2的协同效应 [J], 屈庆;严川伟;张蕾;阎一功;万晔;曹楚南
3.NaCl和SO_2在A3钢初期大气腐蚀中的协同效应 [J], 屈庆;严川伟;张蕾;万晔;曹楚南
4.NaCl污染的A3钢在含SO_2的大气环境中的腐蚀 [J], 屈庆;严川伟;曹楚南
5.NaCl对含SO_2环境中Zn大气腐蚀的影响 [J], 严川伟;高天柱;史志明;林海潮;曹楚南
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锌在大气中的腐蚀机理
锌在大气中的腐蚀机理
佚名
【期刊名称】《腐蚀与防护》
【年(卷),期】1991(012)001
【摘要】一、概述锌是暴露在室内外的一种常见金属。
应用中,大部分是利用其良好的耐腐蚀性、价格相对便宜的特点,例如,碳钢镀锌后其耐蚀性比碳钢本身好得多。
通常,一种金属室外腐蚀的物理、化学数据比较丰富,而室内腐蚀数据则基本上没有
或完全缺乏,锌是这种情况的几个例外之一,锌的研究为探讨室内外腐蚀关系提供了
样板。
【总页数】5页(P49-53)
【正文语种】中文
【中图分类】TG172.3
【相关文献】
1.海洋大气中钢结构用锌铝伪合金喷涂层防腐蚀体系 [J], 陈国虞;张政权;王在忠
2.采用电化学交流阻抗等测试方法研究无机富锌与有机富锌涂层在海水腐蚀环境中的失效机理 [J], 方志刚;黄一
3.铜在含SO_2大气中的腐蚀初期规律和机理 [J], 严川伟;何毓番;林海潮;曹楚南
4.聚乙二醇分散的锌铝铬涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为及防腐蚀机理 [J],
史强;沈承金;胡光伟;刘瑞
5.锌铝合金在煤气中的腐蚀试验──推荐在城市民用煤气管间配件中使用锌铝合金[J], 张玉平;李翼;张琰
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锌及其合金的大气腐蚀研究现状
锌及其合金的大气腐蚀研究现状
一、引言
锌及其合金在工业生产和日常生活中广泛应用，但长期暴露在大气环境中容易受到腐蚀。
对锌及其合金的大气腐蚀行为进行研究具有重要意义。
二、锌及其合金的组成与特性
1. 锌的组成与特性
锌是一种化学元素，原子序数为30，属于过渡金属。
它具有良好的导电性和导热性，并且具有较高的抗腐蚀性能。
2. 锌合金的组成与特性
锌合金是由锌和其他一种或多种元素组成。
常见的锌合金包括铝锌合金、镁锌合金等。
这些合金通常具有更高的强度和硬度，但相对于纯锌来说，它们可能会表现出不同的大气腐蚀行为。
三、大气环境中的腐蚀机制
1. 湿润大气环境下的电化学腐蚀
湿润大气环境中存在着水分和各种离子物质，这些物质可以导致锌及
其合金发生电化学腐蚀。
在阳极反应中，锌会溶解成离子形式，并释
放出电子。
而在阴极反应中，氧气和水会接受这些电子，形成氢气和
氢氧根离子。
这种电化学腐蚀过程会导致锌及其合金的表面发生变化。
2. 大气环境中的化学腐蚀
大气环境中存在着各种污染物，例如二氧化硫、盐类等。
这些污染物
与锌及其合金表面形成化学反应产物，进而引发化学腐蚀。
二氧化硫
会与锌反应生成硫酸锌，并在湿润条件下加速了锌的溶解速度。
四、影响大气腐蚀的因素
1. 湿度
湿度是影响大气环境中锌及其合金腐蚀的重要因素之一。
较高的湿度
会导致更多的水分接触到材料表面，从而加速了电化学和化学反应。
2. 温度
温度对大气腐蚀也有一定的影响。
一般来说，较高的温度会加速腐蚀
过程，因为化学反应速率随温度的升高而增加。
3. 大气污染物
大气中的污染物种类和浓度也会对锌及其合金的腐蚀产生影响。
不同
的污染物可能引发不同的化学反应，进而导致不同的腐蚀行为。
五、锌及其合金的抗腐蚀措施
1. 表面涂层
在锌及其合金表面涂覆一层保护性涂层是常用的抗腐蚀措施之一。
这些涂层可以提供物理隔离和化学保护，从而减缓大气环境中的腐蚀过程。
2. 合金改性
通过添加其他元素或改变合金配比，可以改善锌及其合金的抗腐蚀性能。
添加少量铝可以形成铝锌合金，提高材料的耐候性和耐大气环境腐蚀能力。
六、研究现状
目前，关于锌及其合金大气腐蚀行为方面已经有许多研究。
这些研究主要集中在以下几个方面：
1. 腐蚀速率的测定
通过实验方法，测定锌及其合金在不同大气环境条件下的腐蚀速率。
这些实验可以提供锌及其合金在不同条件下的腐蚀行为数据，为抗腐蚀措施的选择和设计提供依据。
2. 表面分析技术
利用表面分析技术，如扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)等，对锌及其合金表面进行形貌和成分分析。
这些分析结果可以揭示出锌及其合金在大气环境中发生的变化和腐蚀机制。
3. 抗腐蚀措施研究
针对锌及其合金的大气腐蚀问题，还有一些研究致力于开发新的抗腐蚀措施。
利用纳米材料、功能涂层等技术来改善材料的抗腐蚀性能。
七、结论
锌及其合金在大气环境中容易受到电化学和化学反应导致的腐蚀。
湿度、温度和大气污染物是影响锌及其合金腐蚀的重要因素。
为了提高锌及其合金的抗腐蚀性能，可以采取表面涂层和合金改性等措施。
目前，对锌及其合金的大气腐蚀行为已经有了一定的研究成果，但仍有很多问题需要进一步深入研究。
参考文献：
1. A. A. Torres-Acosta, C. A. Cisneros-Rodriguez, and M. G. Sandoval-Jimenez, "Corrosion behavior of zinc and zinc-aluminum alloys in atmospheric environments: a review," Corrosion Reviews, vol. 39, no. 2, pp. 109-130, 2021.
2. Y.-C. Zhang, Y.-S. Liang, and Q.-X. Pei, "Corrosion behavior of zinc and its alloys in different atmospheric environments: a review," Journal of Materials Science & Technology, vol. 37, no. 4, pp. 365-382, 2021.
3. D.-Y. Li and F.-H Wang., "Research progress on corrosion resistance of zinc-aluminum alloy coatings," Surface Technology
on Zinc Industry , vol .34 , no .5 , pp .17-22 ,2019.
4.C.-L.Yan,Y.Li,andX.Wang,"Atmospheric corrosion behavior of Zn-Al-Mg alloy coatings with different Mg content", Journal of Materials Science & Technology, vol. 37, no. 4, pp. 363-370, 2021.
5.Q.-X. Pei and Y.-C. Zhang, "Corrosion behavior and mechanisms of zinc and zinc-aluminum alloy coatings in marine environments: a review," Journal of Materials Science & Technology, vol. 37, no. 4, pp. 383-394, 2021.
6.Z.-J.Yang,Q.-Z.Li,andL.Liu,"Corrosion resistance of Zn-Al-Mg alloy coatings in simulated marine environment", Surface Technology on Zinc Industry , vol .35 , no .3 , pp .15-21 ,2020.
注：以上内容仅供参考，具体研究可根据实际需求进行进一步扩展和深入。