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材料大氣腐蝕效應(yīng)主要由各種環(huán)境因素共同、協(xié)同或交互作用決定。這些環(huán)境因素可分為決定性因素和加速性因素。對于不同的材料其環(huán)境因素各不相同。例如，金屬材料其決定性因素是能形成可見水膜和不可見水膜的因素（降雨、凝露、融雪、霜、降霧和相對濕度等），即決定電化學(xué)腐蝕能否發(fā)生的因素；加速性因素主要是大氣污染（腐蝕性成分）和氣溫等影響腐蝕速率的因素。總體來講，大氣環(huán)境中的環(huán)境因素主要包括以下八種。 一、相對濕度 相對濕度是影響金屬大氣腐蝕的zui主要因素之一。在金屬大氣腐蝕過程中，大氣中水分在金屬表面凝聚而生成水膜和氧氣通過水膜進(jìn)入金屬表面是發(fā)生大氣腐蝕的基本條件，水膜的形成與大氣中的相對濕度相關(guān)。不同物質(zhì)或不同物質(zhì)的不同表面狀態(tài)對于水分子的吸附能力不同，物體表面形成水膜與物體本身特性有著密切的關(guān)系。當(dāng)空氣中相對濕度達(dá)到臨界值時，水分在金屬表面形成水膜，從而促進(jìn)電化學(xué)過程的發(fā)展，腐蝕速度迅速增加，這時的相對濕度稱為金屬臨界相對濕度。常用金屬大氣腐蝕的臨界相對濕度分別為：鋼鐵65%，鋅70%，銅60%，鎳70%，鋁76%。金屬的臨界相對濕度因金屬表面狀態(tài)不同而不同，金屬表面越粗糙，臨界相對濕度也越低。所以金屬表面上沾有易于吸潮的鹽類或灰塵等，其臨界值也會降低。另外，空氣中的相對濕度還影響金屬表面水膜的厚度和干濕交替的頻率。 如前所述，大氣中相對濕度的高低，對裝藥的吸濕、分解、變質(zhì)具有重要影響；另外，對塑料老化的速度亦有一定的影響。一般說來，相對濕度大，易于引起材料的加速老化。 二、氣溫 大氣溫度及變化是影響大氣腐蝕的重要因素。因為它影響金屬表面水蒸氣的凝聚，水膜中各種腐蝕氣體和鹽類的溶解度、水膜的電阻，腐蝕電解池中陰、陽極過程的反應(yīng)速度。溫度的影響應(yīng)與大氣相對濕度綜合起來考慮。當(dāng)相對濕度低于金屬臨界相對濕度時，溫度對大氣腐蝕的影響很小，無論氣溫多高，在干燥環(huán)境下金屬腐蝕輕微。但當(dāng)相對濕度達(dá)到金屬臨界相對濕度時，溫度的影響就十分明顯。按一般化學(xué)反應(yīng)，溫度每升高10℃，反應(yīng)速度升高2倍。 大氣環(huán)境中的氣溫并不高，但是在大氣環(huán)境中由于同時有光、氧等因素的參與和配合，這時，熱的因素對高分子材料的老化就起加速作用，氣溫越高，加速作用越大。此外，大氣的氣溫會隨地區(qū)和季節(jié)的變化而變化，日夜之間也有溫差，這種冷熱交替的作用對某些高分子材料的老化也會產(chǎn)生一定的影響。 三、日照時間 日照時間對于高分子材料和涂層的大氣腐蝕（老化）關(guān)系較為密切。日照時間越長，高分子材料老化速度越快。陽光中的紫外線雖然量很少，但光能量卻很大，它對許多高分子材料的破壞性很大，是引起高分子材料老化zui主要的因素；紅外線對高分子材料老化亦起重要影響，因為材料吸收紅外線后轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽瑹崮軌蚣铀俨牧系睦匣豢梢姽鈱Σ牧系睦匣灿杏绊懀驗樵谝欢l件下，可見光同樣能夠引發(fā)某些高聚物降解以及對含有顏料的高分子材料起破壞作用。 對于金屬材料，日照時間越長，金屬表面水膜消失越快，降低表面潤濕時間，反而會使腐蝕總量減少。 四、氧和臭氧 氧能和許多物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)。鋼鐵的銹蝕就是鐵與氧發(fā)生氧化反應(yīng)的結(jié)果。高分子材料的老化，實際上也是在熱參與下或者在光的引發(fā)下進(jìn)行的氧化反應(yīng)，或者是兩者兼有之的氧化反應(yīng)的過程。 臭氧對高聚物的作用同氧一樣，主要是起氧化反應(yīng)。例如，對不飽和橡膠，大多數(shù)臭氧均與雙鍵結(jié)合，生成臭氧化物，這種臭氧化物很不穩(wěn)定，重排為異臭氧化物，使分子鏈斷裂。試驗表明：臭氧作用于受應(yīng)力變形的橡膠，使分子鏈斷裂，出現(xiàn)與應(yīng)力作用方向垂直的裂紋，稱為“臭氧龜裂”；作用于不變形的橡膠，則僅表面生成氧化膜而不龜裂。臭氧的化學(xué)活性比氧高得多，因而破壞性也比氧大。 五、降雨 降雨對金屬的大氣腐蝕具有兩種主要影響：一方面由于降雨增大了大氣中的相對濕度，使金屬表面變濕，加速了金屬大氣腐蝕過程；但另一方面，因降雨能沖洗掉金屬表面的污染物和灰塵，減少了液膜的腐蝕性而減緩腐蝕過程，這在海洋大氣環(huán)境中極為明顯。另外，由于大氣中的雨水溶解了空氣中的污染物，如S02、Cl-等，能促進(jìn)腐蝕進(jìn)程。我國酸雨地區(qū)雨水的pH值小（zui低值僅有3.5），腐蝕嚴(yán)重。 對于高分子材料，降雨能將材料的表面灰塵沖洗掉，使其受大陽光照射更充分，從而有利于光老化的進(jìn)行。雨水，特別是凝露形成的水膜，能夠滲入材料的內(nèi)部，使高分子材料體系內(nèi)某些水溶性物質(zhì)、增塑劑和含親水基團(tuán)的物質(zhì)被水所溶解、抽提或吸收，從而逐步改變材料的物料組成和比例，加速材料老化。水是引起油漆涂層起泡的根本原因。 六、風(fēng)向和風(fēng)速 在污染環(huán)境中，風(fēng)向影響污染物的傳播，直接關(guān)系到腐蝕速度。風(fēng)向隨季節(jié)的不同而有所變化，在判別腐蝕因素作用時應(yīng)加以注意。風(fēng)速對表面液膜的干濕交替頻率有一定影響，在風(fēng)沙環(huán)境中風(fēng)速過大對金屬表面的磨蝕能起到一定的作用。 七、降塵 固體塵粒對腐蝕的影響，一般有三種情況：塵粒本身具有可溶性和腐蝕性，當(dāng)溶解于液膜中時成為腐蝕性介質(zhì)，增加腐蝕速度；塵粒本身無腐蝕性，也不溶解，但能吸附腐蝕性物質(zhì)，當(dāng)溶解在水膜中時，促進(jìn)腐蝕過程；本身無腐蝕性和吸附性，但落在金屬表面上可能使沙粒與金屬表面間形成縫隙，易于水分凝聚，甚至發(fā)生局部腐蝕。 八、生物因素 對于高分子材料老化的外部因素，除了物理和化學(xué)因素外，尚包括生物因素。生物因素主要是：微生物和昆蟲的影響和破壞。微生物（霉菌和細(xì)菌）在適宜的溫度、濕度條件下能在某些高分子材料表面上長霉，主要是因為這些高分子材料體系內(nèi)一些增塑劑及油脂類化合物等給霉菌提供了養(yǎng)料，使霉菌得以寄生和繁殖。昆蟲類（如白蟻、蟑螂）則會蛀食高分子材料。 這八大因素我們在環(huán)境試驗設(shè)備領(lǐng)域就衍生了高低溫濕熱試驗箱、紫外老化試驗箱、氙燈老化試驗箱、臭氧老化試驗箱、淋雨試驗箱、沙塵試驗箱、霉菌試驗箱等設(shè)備。
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