人類大約在使用材料的同時就開始了對腐蝕和腐蝕控制技術的觀察和研究。人類有效地利用金屬的歷史就是與金屬腐蝕做斗爭的歷史。
我(wo)們的(de)(de)祖先(xian)對(dui)腐蝕科(ke)學作出了(le)卓越的(de)(de)貢獻(xian)。春秋戰國(guo)時期的(de)(de)武器,秦始皇時代的(de)(de)青(qing)銅劍(jian)(jian)和大量(liang)箭(jian)鏃,有的(de)(de)至(zhi)今毫(hao)(hao)無銹(xiu)蝕。經鑒(jian)定,青(qing)銅箭(jian)鏃表面(mian)有一層致密的(de)(de)黑(hei)色氧化層(有的(de)(de)表面(mian)甚至(zhi)含鉻高達2%),這些表面(mian)保護(hu)層具有良好(hao)的(de)(de)防腐作用,這是中國(guo)文明史(shi)上(shang)的(de)(de)一個奇跡。聞名世(shi)界的(de)(de)中國(guo)真漆早在3000年前的(de)(de)商朝就已得到廣泛應(ying)用。越王勾踐的(de)(de)青(qing)銅寶劍(jian)(jian)穿越了(le)2000多(duo)年的(de)(de)歷史(shi)長河,但劍(jian)(jian)身絲毫(hao)(hao)不見銹(xiu)斑。
盡管對腐(fu)蝕及(ji)其控制認識(shi)的(de)歷史(shi)悠(you)久,但(dan)都(dou)是屬于經驗性的(de)。材料的(de)腐(fu)蝕科(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)與(yu)防護(hu)(hu)技術實(shi)際上(shang)是一(yi)個涉及(ji)多門(men)學(xue)(xue)(xue)科(ke)(ke)(ke)的(de)綜(zong)合性邊緣(yuan)學(xue)(xue)(xue)科(ke)(ke)(ke),它的(de)理論(lun)和實(shi)踐與(yu)金屬學(xue)(xue)(xue)、冶金學(xue)(xue)(xue)、材料學(xue)(xue)(xue)、化學(xue)(xue)(xue)、電(dian)化學(xue)(xue)(xue)、物理學(xue)(xue)(xue)、工程(cheng)力學(xue)(xue)(xue)、斷裂力學(xue)(xue)(xue)、流體力學(xue)(xue)(xue)、化學(xue)(xue)(xue)工程(cheng)學(xue)(xue)(xue)、微生物學(xue)(xue)(xue)、表面科(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)、表面工程(cheng)學(xue)(xue)(xue)、電(dian)學(xue)(xue)(xue)等(deng)密切相關(guan)。因此,作為獨立學(xue)(xue)(xue)科(ke)(ke)(ke)的(de)腐(fu)蝕與(yu)防護(hu)(hu)學(xue)(xue)(xue)科(ke)(ke)(ke)是隨著(zhu)各相關(guan)學(xue)(xue)(xue)科(ke)(ke)(ke)的(de)發(fa)展逐(zhu)步完善的(de)。
腐(fu)(fu)蝕(shi)科學(xue)與(yu)(yu)防護技(ji)(ji)(ji)術(shu)作(zuo)為(wei)一(yi)門獨立的(de)(de)學(xue)科則是在(zai)(zai) 20 世紀 20 ~ 30 年(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)發(fa)展起來的(de)(de)。1911年(nian)(nian)(nian)(nian),Eden 等(deng)首(shou)次觀察(cha)到微動(dong)(dong)腐(fu)(fu)蝕(shi)現(xian)象。1927年(nian)(nian)(nian)(nian),Tomlinson 通過研(yan)究首(shou)次提(ti)(ti)出(chu)(chu)(chu)了(le)(le)微動(dong)(dong)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)機(ji)(ji)理(li)模型。1920~1923年(nian)(nian)(nian)(nian),Tammann、Piilling與(yu)(yu) Bedworth 通過研(yan)究金屬(shu)(shu) Ag、Fe、Pb、Ni等(deng)的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)規律(lv),提(ti)(ti)出(chu)(chu)(chu)了(le)(le)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)動(dong)(dong)力(li)學(xue)的(de)(de)拋物線(xian)定(ding)(ding)律(lv)和(he)(he)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜完整(zheng)性的(de)(de)判據;Moore 的(de)(de)研(yan)究認為(wei)黃(huang)銅季(ji)裂(lie)是黃(huang)銅在(zai)(zai)含(han)氨(an)環境中(zhong)發(fa)生(sheng)晶(jing)間型應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)。1926年(nian)(nian)(nian)(nian),McAdam 開始著手研(yan)究腐(fu)(fu)蝕(shi)疲(pi)勞。1929年(nian)(nian)(nian)(nian),Evans建立了(le)(le)腐(fu)(fu)蝕(shi)金屬(shu)(shu)極(ji)化(hua)(hua)圖,并推動(dong)(dong)了(le)(le)腐(fu)(fu)蝕(shi)電(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)本質(zhi)的(de)(de)定(ding)(ding)量化(hua)(hua)研(yan)究。1932年(nian)(nian)(nian)(nian),艾文思(U. R. Evans)和(he)(he)霍爾(T. P. Hoar)用(yong)實驗證明了(le)(le)金屬(shu)(shu)表(biao)面存在(zai)(zai)著腐(fu)(fu)蝕(shi)電(dian)(dian)池,金屬(shu)(shu)失重與(yu)(yu)電(dian)(dian)流(liu)量直接有關。1933年(nian)(nian)(nian)(nian),Wagner 從理(li)論(lun)上(shang)推導出(chu)(chu)(chu)了(le)(le)金屬(shu)(shu)高溫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜生(sheng)長的(de)(de)經典拋物線(xian)理(li)論(lun)。1938年(nian)(nian)(nian)(nian),瓦格納(C. Wagnar)和(he)(he)屈拉德(W. Traud)對(dui)同一(yi)金屬(shu)(shu)表(biao)面發(fa)生(sheng)一(yi)對(dui)以上(shang)共(gong)軛反應的(de)(de)情(qing)況提(ti)(ti)出(chu)(chu)(chu)了(le)(le)混合電(dian)(dian)位的(de)(de)概(gai)念(nian),建立了(le)(le)電(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)混合電(dian)(dian)位理(li)論(lun),奠定(ding)(ding)了(le)(le)近(jin)代(dai)腐(fu)(fu)蝕(shi)科學(xue)與(yu)(yu)工程的(de)(de)動(dong)(dong)力(li)學(xue)基礎。同年(nian)(nian)(nian)(nian),Pourbaix 計算和(he)(he)繪(hui)制了(le)(le)電(dian)(dian)位-pH 值圖,奠定(ding)(ding)了(le)(le)近(jin)代(dai)腐(fu)(fu)蝕(shi)科學(xue)的(de)(de)熱力(li)學(xue)理(li)論(lun)框架。1947年(nian)(nian)(nian)(nian),Brenner 和(he)(he) Riddell 提(ti)(ti)出(chu)(chu)(chu)了(le)(le)化(hua)(hua)學(xue)鍍鎳技(ji)(ji)(ji)術(shu)。1950年(nian)(nian)(nian)(nian),Unilig 提(ti)(ti)出(chu)(chu)(chu)了(le)(le)點(dian)蝕(shi)的(de)(de)自催化(hua)(hua)機(ji)(ji)理(li)模型。1957年(nian)(nian)(nian)(nian),Stern 和(he)(he)Geary提(ti)(ti)出(chu)(chu)(chu)了(le)(le)線(xian)性極(ji)化(hua)(hua)技(ji)(ji)(ji)術(shu)。1968年(nian)(nian)(nian)(nian),Iverson 觀察(cha)到了(le)(le)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)電(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)噪聲(sheng)信號圖像。20 世紀 60 年(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai),Brown 首(shou)先將斷裂(lie)力(li)學(xue)引入(ru)到應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)研(yan)究中(zhong)。1970年(nian)(nian)(nian)(nian),Epellboin 首(shou)次用(yong)電(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)阻(zu)抗譜研(yan)究腐(fu)(fu)蝕(shi)過程。
從(cong) 20 世紀(ji)中下(xia)葉(xie)至(zhi)今的(de)(de)(de)(de)(de)近幾十年里,腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)科(ke)學(xue)和(he)(he)防(fang)護技(ji)(ji)術(shu)(shu)得到了(le)(le)(le)迅速的(de)(de)(de)(de)(de)發展(zhan)。國際學(xue)術(shu)(shu)交(jiao)(jiao)流(liu)日(ri)益活(huo)躍(yue);局(ju)部(bu)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)和(he)(he)應力作(zuo)用(yong)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)行為及其(qi)控制的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究備受重視,其(qi)對石(shi)油化(hua)工(gong)(gong)、海洋工(gong)(gong)程、航空(kong)航天、國防(fang)建設等(deng)(deng)(deng)部(bu)門有重要影響;腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)學(xue)科(ke)吸引了(le)(le)(le)許(xu)許(xu)多(duo)多(duo)相關學(xue)科(ke)中的(de)(de)(de)(de)(de)著名(ming)科(ke)學(xue)家(jia)和(he)(he)工(gong)(gong)程師轉(zhuan)入從(cong)事腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)領域的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究工(gong)(gong)作(zuo),使腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)學(xue)科(ke)的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究隊伍日(ri)益壯大;腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)科(ke)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)學(xue)科(ke)——腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)工(gong)(gong)程學(xue)和(he)(he)防(fang)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)系(xi)統工(gong)(gong)程學(xue)形成。在這(zhe)一時(shi)(shi)期內先進(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)表面(mian)分析儀器和(he)(he)技(ji)(ji)術(shu)(shu)在腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)研(yan)究中得到了(le)(le)(le)應用(yong),如(ru)(ru)俄歇電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)譜(pu)(AES)、X光電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)能譜(pu)(XPS)、次離(li)子(zi)(zi)(zi)質譜(pu)(SIMS)、掃描電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)顯微(wei)(wei)鏡(jing)(SEM)、透射電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)顯微(wei)(wei)鏡(jing)(TEM)、原(yuan)子(zi)(zi)(zi)力顯微(wei)(wei)鏡(jing)(AFM)、電(dian)(dian)化(hua)學(xue)交(jiao)(jiao)流(liu)阻抗譜(pu)(EIS)等(deng)(deng)(deng),進(jin)一步(bu)揭示了(le)(le)(le)許(xu)多(duo)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)過程的(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)(wei)觀機制和(he)(he)本(ben)質。將(jiang)物理(li)和(he)(he)化(hua)學(xue)學(xue)科(ke)的(de)(de)(de)(de)(de)新成就,如(ru)(ru)滲流(liu)理(li)論(lun)(lun)、非(fei)線性動力學(xue)、混沌(dun)理(li)論(lun)(lun)、分形理(li)論(lun)(lun)、半導體理(li)論(lun)(lun)、量子(zi)(zi)(zi)化(hua)學(xue)等(deng)(deng)(deng)引入腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)研(yan)究領域后(hou)已取得了(le)(le)(le)一系(xi)列重要成果。與此同時(shi)(shi),計算機技(ji)(ji)術(shu)(shu)、網絡技(ji)(ji)術(shu)(shu)及人工(gong)(gong)智(zhi)能等(deng)(deng)(deng)得到了(le)(le)(le)廣泛應用(yong),這(zhe)一切也相應地促進(jin)和(he)(he)發展(zhan)了(le)(le)(le)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)控制技(ji)(ji)術(shu)(shu)。20世紀(ji)60~70年代,電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)束、離(li)子(zi)(zi)(zi)束、激(ji)光束和(he)(he)等(deng)(deng)(deng)離(li)子(zi)(zi)(zi)技(ji)(ji)術(shu)(shu)等(deng)(deng)(deng)先后(hou)引入到表面(mian)技(ji)(ji)術(shu)(shu)領域中,使表面(mian)技(ji)(ji)術(shu)(shu)取得了(le)(le)(le)飛躍(yue)式的(de)(de)(de)(de)(de)進(jin)步(bu)。
腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)科(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)家的(de)(de)(de)(de)(de)卓越工作,再加上(shang)(shang)先進的(de)(de)(de)(de)(de)儀器設備和實驗(yan)手段的(de)(de)(de)(de)(de)大量采用(yong),其他相(xiang)關學(xue)(xue)科(ke)(ke)(ke)(ke)理(li)論(lun)(lun)發(fa)展的(de)(de)(de)(de)(de)推動,使腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)科(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)技(ji)術(shu)(shu)進一步得到完善、充實和提高(gao)。在腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)工程方(fang)面取得的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)果也是十分顯著(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)。有(you)些腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)問題(ti)尚(shang)未從理(li)論(lun)(lun)上(shang)(shang)徹底明了(le)(le)(le)之(zhi)前,就已經在防(fang)護技(ji)術(shu)(shu)上(shang)(shang)提出了(le)(le)(le)許多(duo)有(you)效的(de)(de)(de)(de)(de)解決方(fang)法。在這期間(jian),許多(duo)著(zhu)名的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)科(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)家及(ji)工程師提出并用(yong)實驗(yan)論(lun)(lun)證了(le)(le)(le)點蝕(shi)(shi)(shi)(shi)、縫隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)、應力腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)、晶間(jian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)、選擇性腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)等各種(zhong)類(lei)型的(de)(de)(de)(de)(de)局(ju)部腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)機理(li),進而(er)提出了(le)(le)(le)相(xiang)應的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)控制措施,發(fa)展了(le)(le)(le)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)研究方(fang)法,促進了(le)(le)(le)現代(dai)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)科(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)理(li)論(lun)(lun)的(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)(cheng)與發(fa)展。目前,已涌現出了(le)(le)(le)各式(shi)各樣的(de)(de)(de)(de)(de)表面防(fang)護新(xin)(xin)技(ji)術(shu)(shu),推動了(le)(le)(le)現代(dai)表面工程技(ji)術(shu)(shu)及(ji)表面工程學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)(cheng)。近(jin)年來,納米技(ji)術(shu)(shu)研究的(de)(de)(de)(de)(de)熱潮又促進了(le)(le)(le)多(duo)種(zhong)新(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)防(fang)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)問世,因此可以說,正是工業和科(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)展促進了(le)(le)(le)現代(dai)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)科(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)理(li)論(lun)(lun)和防(fang)護技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)(cheng)與發(fa)展。然而(er),如果沒(mei)有(you)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)研究的(de)(de)(de)(de)(de)進展和腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)控制技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)功,許多(duo)重要工業也不可能發(fa)展到今天這個水平。
1949年以來,尤(you)其是改革開放以來,我國(guo)(guo)(guo)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)與防(fang)護(hu)(hu)的(de)科學技術(shu)研(yan)(yan)究(jiu)工(gong)作(zuo)得到了(le)(le)(le)(le)很大(da)的(de)發(fa)(fa)展(zhan),在(zai)國(guo)(guo)(guo)際本學科領(ling)域中占(zhan)有重(zhong)(zhong)要(yao)一席,對(dui)我國(guo)(guo)(guo)國(guo)(guo)(guo)民(min)經(jing)濟(ji)的(de)發(fa)(fa)展(zhan)作(zuo)出了(le)(le)(le)(le)巨大(da)的(de)貢(gong)獻。中華人民(min)共和國(guo)(guo)(guo)成立(li)(li)初期,國(guo)(guo)(guo)家(jia)科委(wei)在(zai)機械(xie)學科組內(nei)成立(li)(li)了(le)(le)(le)(le)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)與防(fang)護(hu)(hu)分組,于1961年又單獨成立(li)(li)了(le)(le)(le)(le)國(guo)(guo)(guo)家(jia)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)科學學科組,負責制定我國(guo)(guo)(guo)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)與防(fang)護(hu)(hu)的(de)發(fa)(fa)展(zhan)規(gui)劃,并召開多(duo)(duo)次(ci)學術(shu)會議交流會,建立(li)(li)土壤(rang)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)試驗點等。這期間,我國(guo)(guo)(guo)一些高(gao)校也先后建立(li)(li)了(le)(le)(le)(le)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)防(fang)護(hu)(hu)專(zhuan)業(ye),一些相關研(yan)(yan)究(jiu)院所先后成立(li)(li)了(le)(le)(le)(le)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)與防(fang)護(hu)(hu)研(yan)(yan)究(jiu)組、室,開展(zhan)有關科研(yan)(yan)工(gong)作(zuo)。改革開放以后,腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)與防(fang)護(hu)(hu)學科得到了(le)(le)(le)(le)國(guo)(guo)(guo)家(jia)的(de)高(gao)度重(zhong)(zhong)視,于1979 年12 月正式(shi)成立(li)(li)了(le)(le)(le)(le)中國(guo)(guo)(guo)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)與防(fang)護(hu)(hu)學會,下設 10 多(duo)(duo)個專(zhuan)業(ye)委(wei)員(yuan)會,標志(zhi)著我國(guo)(guo)(guo)的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)與防(fang)護(hu)(hu)學科走向了(le)(le)(le)(le)規(gui)范化(hua)(hua)發(fa)(fa)展(zhan)的(de)快車(che)道。經(jing)過廣大(da)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)與防(fang)護(hu)(hu)科技工(gong)作(zuo)者近20年的(de)辛勤耕(geng)耘,目前(qian)我國(guo)(guo)(guo)已較好(hao)地(di)解決(jue)了(le)(le)(le)(le)包括(kuo)石(shi)油(you)天然(ran)氣開發(fa)(fa)、石(shi)油(you)化(hua)(hua)工(gong)、化(hua)(hua)學工(gong)業(ye)、船舶(bo)制造、航空(kong)航天、核能、冶金、交通(tong)、通(tong)信、海洋工(gong)程(cheng)、電子、建筑等在(zai)內(nei)的(de)各工(gong)業(ye)領(ling)域中的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)問題,研(yan)(yan)究(jiu)和開發(fa)(fa)了(le)(le)(le)(le)許多(duo)(duo)先進(jin)的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)控制及監(jian)測技術(shu),較好(hao)地(di)滿足了(le)(le)(le)(le)生產發(fa)(fa)展(zhan)的(de)需要(yao)。
