腐蝕是一門科學

大可

災難

這是一條長達幾十年的“新聞”。在非洲尼日利亞的奧戈尼蘭德地區，在50年間，幾乎每周都會發生石油泄漏事故。例如，荷蘭皇家殼牌公司的石油管道突然破裂，泄露了兩個月后才被關閉；美國埃克森美孚公司的石油管道破裂了數周，石油從老化生銹的管道中噴涌而出……

距離殼牌公司油井僅幾千米處的戈伊村，魚塘、學校、面包房、養雞場、紅樹林……全都被厚厚的油污覆蓋，村里空無一人。當地飲用水里檢測出的致癌物，超出世界衛生組織規定的900倍。

聯合國環境規劃署的專家團隊經過14個月的檢測、調查，指出奧戈尼蘭德地區遭受的石油污染，對當地生態系統和人類健康構成了嚴重威脅，至少需要30年才能恢復。

殼牌公司承認，幾乎每年都有管道受腐蝕引發的漏油事件。

腐蝕并不只光顧尼日利亞，腐蝕導致的災害時有耳聞。

2011年日本福島核電站核燃料泄漏的原因之一，就是設備老化出現腐蝕，而2018年又發現核電站存放核廢棄物的鋼桶，有約8000個出現腐蝕；

1981年臺灣民航客機機身下部部件腐蝕，導致飛機失事；

2013年青島因輸油管道腐蝕泄露遇到明火，引發大爆炸；

1982年日本航空公司客機緊急剎車的部件腐蝕開裂而爆破，使飛機著陸時沖出跑道；

1986年美國航天飛機升空73 秒后爆炸，事故調查說，是燃料箱底部的密封圈因低溫失效，導致燃料泄露而引發爆炸；

就連被拍攝成電影的1912年沉沒的“泰坦尼克號”，經過幾十年的探索研究，發現船使用的鋼板因低溫而斷裂；

……

沒錯，腐蝕不僅僅是生銹，很多時候，溫度也與腐蝕有關呢。

戲法

有一段流傳很廣的故事。

兩百多年前，法國有個叫拿破侖的軍事家，很會打仗，卻敗給了衣服扣子。

那年，拿破侖率領大軍遠征俄國，他知道俄國十分寒冷，給軍隊準備了很厚的冬裝。在所向無敵地攻入俄羅斯后，遇到寒潮降臨，法軍換上厚冬裝，卻發現衣服上沒有一顆紐扣。寒風暴雪肆無忌憚地鉆入將士們的胸懷，加上俄國當時用堅壁清野的方式，讓法軍得不到任何食品、衣物的補充，法國軍隊饑寒交迫，人心渙散，拿破侖吃了一個大大的敗仗。

軍服的扣子是被內奸事先暗中去掉的，還是敵國派人潛入衣服倉庫剪除的？放冬裝的地方那一撮撮灰色粉末又是怎么回事？

對，是錫變的戲法。冬裝扣子是錫做的，來到俄國遇到極寒，閃著銀白色光澤的錫扣，因低溫變成了灰色粉末。

不管這個故事有沒有夸張渲染，但錫遇低溫腐蝕是真的。

錫還會患傳染病呢，叫錫疫。

一旦錫成為“病錫”后，其他銀白色的錫只要與一點點灰錫接觸，就會染上“灰錫病”。比如在錫板上，會先產生灰色的斑點，隨著腐蝕加劇，出現小孔，直到變成粉末。

誘惑

我們身旁也能看到腐蝕的蹤跡。

錚亮的水龍頭不知不覺出現了綠斑；自行車不知何時變成銹跡斑斑的破爛；媽媽的銀手鐲發黑；甚至有些不銹鋼用品也會生銹。

什么是腐蝕？

原先完整的一件物品，因為受到外界影響，發生了變化。有的是銹蝕，比如金屬生銹；有的雖然不會生銹，比如塑料、橡膠等，但膨脹、變形、開裂、老化等也是腐蝕；還有的是腐爛，比如麻繩爛壞。

為什么會腐蝕？

拿金屬來說，別看它們一副堅固的樣子，其實很多金屬“性格活潑”，容易受到外界“誘惑”。就如鐵，遇到了水分、氧氣，它就開始變身：生成了鐵銹，成了紅棕色碎屑樣，于是不再似鐵那么堅硬，輕輕一碰就會脫落。鐵銹還特別容易吸收水分，如果不把鐵銹除去，其他部分的鐵會加快生銹，好似也有點兒“錫疫”的“風范”？

鐵銹還有一個學名，叫氧化鐵，很名副其實吧？氧元素與其他物質的元素發生的化學反應叫氧化，鐵生銹的過程就是被氧化的過程。當然，水也不可缺少，等會兒你可以驗證一下。

利用

說了這么多，你有什么感想？

對，腐蝕也是科學。

世界上有世界腐蝕組織，那是經過聯合國認定的組織；

日歷上有世界腐蝕日，是為了讓人類一起來關注腐蝕，要用科學辦法解決腐蝕問題；

我們國家有國家金屬腐蝕控制工程技術研究中心；

上海有上海市腐蝕科學技術學會；

……

但是（注意！這是兩個粗黑的大字），這些研究機構、技術學會什么的，并不是專門“反腐蝕”的，這門科學的研究成果，包括了腐蝕的利用！

也許你看的某一本書、某一塊指示牌、某一個雕塑，就利用了腐蝕，這叫蝕刻技術。比如，在一塊銅板上，描繪出一朵花的形狀，給凡是能顯示花模樣的線條、塊面等地方加上保護膜，其余地方就只能赤裸裸地等待被腐蝕啦。當對銅有腐蝕作用的腐蝕劑將沒有被保護的地方腐蝕掉后，一朵栩栩如生的花就綻放在銅板上了。

書本如果要大量印刷，是不能靠打印機打印的，否則速度慢、成本高，也就是又慢又貴，所以要制作成可以用油墨印刷的版子。以前制版，就是用銅、鋅等金屬材料，運用蝕刻的方法制成的。現在有了膠片制版，但銅版制版等還是不可缺少。

至于蝕刻，在很多需要精密加工的地方，更是必備技術。

手機CPU，中文叫作中央處理器，是手機的“大腦”。大腦很重要，但在小小的手機上，不可能占據很大位置，復雜的“腦細胞”——晶體管都集中在小小的芯片上。芯片上“腦細胞”越多，手機越“聰明”。

在制造芯片時，用蝕刻在芯片上去掉不需要的部分，給一個個晶體管建造好“身子”，打造好它們之間聯系的通道。一塊指甲蓋大小的芯片上有幾十億個晶體管，都是小到納米級別。

除了CPU，手機上還有其他芯片。不僅手機，電腦、電視機等也用芯片。

芯片越小，容納的晶體管越多，表示制造芯片的技術越先進。而越先進的芯片，功能越強，能耗（比如消耗的電）越少，蝕刻技術也越重要。

前面提到的錫變成粉末、鐵生銹，看來都是壞事，可是，把錫粉末加到鐵粉或銅粉中，就能生產出硬度高、耐磨、強度大、韌性強、耐熱、耐腐蝕等一系列優良性能的硬質合金。氧化鐵可以用來做玻璃、寶石、金屬的拋光劑，還是煉鐵的原料。

在醫院里，可以讓植入人體的支架、臨時固定骨頭的材料，在完成任務后，通過腐蝕分解，從人體里自動排出。

防腐

腐蝕雖有功，但不能抵消它的危害。世界各國的腐蝕損失，遠遠超過自然災害所帶來的損失，更別說前面提到的那些聳人聽聞的腐蝕事件。由于腐蝕往往是在不知不覺中進行破壞的，所以常常被人們忽視。

因而，腐蝕科學很大的一部分工作，是想方設法防腐。

根據腐蝕的特點，人們發掘出一些天然的耐腐蝕材料。比如鉑金，不但可以做漂亮的首飾，還可制作實驗室特需的盤子和支架、醫療器材、抗癌藥物等。

至于人工合成的耐腐蝕材料更是不斷出現，甚至有讓表面生銹形成保護膜，來阻止腐蝕向里擴散、發展的抗腐蝕耐候鋼等，這算不算是“以腐治腐”呢。

小實驗

材料：

1.兩個干燥、干凈的玻璃瓶，瓶口要適合用軟木塞；

2.兩枚比瓶子短小些的、干燥的、沒有生銹的鐵釘或其他鐵制品；

3.煮沸的能裝滿一瓶半的純凈水；

4.一個能塞住瓶口的軟木塞；

5.一截蠟燭。

步驟：

1.將兩枚鐵釘分別放進兩個瓶子；

2.一個瓶子灌入純凈水，將鐵釘完全浸沒后，迅速用軟木塞塞住，然后融化蠟燭，用蠟油封住瓶口縫隙，隔絕空氣；

3.給另一個瓶子灌水，鐵釘一半浸入水中，一半露出水面，敞口放置，使鐵釘周圍既有水又有空氣；

4.觀察一段時間，看封口瓶子與敞口瓶子內鐵釘的變化。