特種產品是軍事科學技術的物化，是世界各個民族爭奪未來的物質手段。當前特種產品發展已經同科學技術不可分割地捆綁在一起，科學技術的發展推動特種產品跨越式發展。隨著世界軍事科技的快速發展，特種產品在嚴酷使用環境中的腐蝕問題也日益凸顯，腐蝕不僅僅會造成特種產品的停運甚至報廢，給國民經濟造成巨大損失，還會對人們的安全、健康和生活質量造成重大影響。因此對產生腐蝕的原因進行了歸類分析并提出了預防與補救措施；并根據特種產品的制造、使用與儲存特點提出了其腐蝕控制設計、選材及措施的選擇原則，對提高特種產品的戰斗性能延長其使用壽命具有重要意義。為此，記者特邀請到西南技術工程研究所鄒洪慶研究員做相關方面的精彩解讀。

鄒洪慶 西南技術工程研究所研究員

    記者：請您談談腐蝕與防護學科在特種產品防護中的重要性？

    鄒研究員：這個問題首先得從特種產品的腐蝕情況說起。2000 年以前，部分特種產品的腐蝕危害情況還是相對比較嚴重的，出現過因腐蝕造成的停機故障，近年來，相關部門對特種產品的腐蝕危害極為重視，采取了許多有效管理措施和方法，取得了很好的效果，特種產品的環境適應能力大幅提升，許多特種產品服役狀態良好。2010 年前我們對服役于內陸亞熱帶濕熱、東南沿海高溫高濕高鹽霧、高原低氣壓、東北寒冷、西北戈壁沙漠等典型環境地域的一些特種產品進行過實地調查，均存在不同形式的腐蝕危害，這也是預料中之事，因為沒有不腐蝕的材料或產品。歸結起來，特種產品的主要腐蝕情況有：

    （1）特種產品的防護薄弱部位腐蝕嚴重。特種產品腐蝕防護的制造質量與國外產品相比有差距，如焊接、連接、搭接等部位制造工藝較粗糙，其表面涂層鼓泡、起層、開裂嚴重，造成基材腐蝕，防護能力不足，有的未及時進行修復處理，腐蝕蔓延嚴重，有的則產生了電化學腐蝕危害。

    （2）鋁合金材料腐蝕嚴重。存在均勻腐蝕、電偶腐蝕掉塊、晶間腐蝕粉化起層及剝落等腐蝕現象。一是，材料選用不當，如在海洋環境條件下使用的特種產品構件選用了晶間腐蝕嚴重的高強鋁合金和鑄造鋁合金等材料；二是防護措施不當，多數構件僅選用了防護能力較差的化學氧化、陽極氧化等處理，甚至部分構件未做涂裝前處理，防護能力弱滿足不了使用要求；三是鑄鋁合金材料在海洋環境條件下腐蝕嚴重。特別是作為基座材料使用時，因多屬大型構件，問題較多，腐蝕嚴重。一方面是因構件太大無適合的表面處理措施，另一方面是未解決好連接部位的密封問題或密封材料易老化，接觸面易進水或腐蝕介質，進而產生電化學等腐蝕危害，出現粉化；第三方面是緊固部位因應力集中受長期搖擺振動影響導致開裂或腐蝕開裂；第四方面是材料組織缺陷、成分偏折和過燒等造成腐蝕鼓包并產生應力，出現嚴重腐蝕危害。

    （3）防護涂層問題較多。一是金屬構件涂裝前未做可靠、有效的轉化膜底層，涂層結合力差，容易受底層金屬的點蝕、均勻腐蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕等而造成涂層起層、起皮、鼓包脫落等腐蝕現象；二是涂層匹配性不好層間結合力差，造成起層脫落；三是涂層材料抗光老化能力差，日照或紫外光輻射導致表面開裂而產生腐蝕缺陷，導致基底材料腐蝕產生危害；四是維修二次危害，如采用了不耐蝕的涂料、不匹配的涂料及維修方法失當等引起的危害。

    （4）鑄鐵件腐蝕嚴重。鑄鐵件孔隙率高，材料組織有缺陷，成分的均勻性差，易留存腐蝕介質、水分且不易清除，產生微電池腐蝕，導致點蝕或孔蝕，進而發展成為基體局部腐蝕、涂層起泡脫落等。

    （5）緊固螺釘銹蝕嚴重。多為選材或工藝不當，如未采用耐蝕材料、未采用濕裝配涂裝技術或密封鎖固技術，防護能力較弱，部分則是因緊固時損傷防護層未修復造成。

    （6）高分子材料老化開裂或長霉嚴重。如電纜、軸套等；外購器材防護能力普遍較差，銹蝕嚴重，如空調外殼、機車底盤等，技術和管理方面均存在薄弱環節。

    （7）特種產品的維護保養工作存在不規范的現象。缺乏維護保養指導書，隨意補漆、涂前二次污染等現象時有存在，有的不但沒有起到保護作用，反而加速了裝備的腐蝕。

    個人認為，腐蝕與防護學科知識在搞好特種產品的選材、針對性的環境防護設計、環境適應能力評估與驗證、提高特種產品防護的制造質量、進行專業的后期維護保養等方面具有重要作用。

    記者：近年來，特種產品防腐方面取得了哪些進展？面臨著哪些挑戰？

    鄒研究員：近年來，相關部門在特種產品防腐方面做了大量工作，取得了較好的成效。一是相關部門高度重視特種產品的腐蝕防護問題，重視特種產品研制階段的防護方案設計與驗證。在設計過程中，有的根據服役維修時間要求計算了服役地區的特征環境因素累積損傷量，然后有針對性地對設計的防護體系或技術開展加速試驗評價，查找薄弱環節并加以解決，取得了較好效果，特種產品在惡劣環境中服役展現了良好的腐蝕防護能力；二是在更加重視特種產品選材和重防腐技術的采用，提升特種產品防護能力；三是特種產品防護的制造質量得到充分的重視，克服特種產品制造傻大粗的現象，特種產品表面防護制造質量得到較大提升，確保了設計目的的體現；四是針對重要特種產品的關重構件或裝置控制微環境或小環境的溫濕度等環境參數，降低其腐蝕危害性，取得了不錯的效果，對特種產品的效能發揮是十分有用的舉措。

    我認為特種產品的發展主要面臨兩個方面的挑戰：

    （1）宏觀層面的挑戰。一是缺乏高品質、耐蝕性好的特種產品制造材料；部分材料成份均勻性差或偏折嚴重、織結不均勻、狀態不相符等現象還時有存在，帶來嚴重的腐蝕隱患；二是“特種產品防護需要進行設計的概念”在研制過程中未能得到良好的體現，防護能力的提升仍任重道遠；三是海洋環境條件下特種產品的耐蝕材料和耐蝕技術仍較缺乏，減重材料中除鈦合金外，其余輕質合金的防護仍是一個重大難題；四是受制造水平的限制，防護薄弱環節的腐蝕損傷危害無有效解決辦法，如焊接、螺接、異金屬連接、密封等部位引起的問題；五是雖然特種產品的環境適應性已成為其重要特性之一，對特種產品研制也提了環境特性要求，但特種產品環境效應的評價在研制中的重視還需要一個過程，并且目前的評價技術還不能準確回答實驗室評價與特種產品戶外適應能力的相關性難題。

    （2）技術層面的挑戰。主要是特種產品結構、材料及制造技術的發展對其腐蝕防護產生了深刻的影響，特種產品結構的發展導致的環境腐蝕防護設計與制造越來越難。新技術、新材料和新工藝不斷被采用，其設計、制造、維護是一個系統工程，特種產品結構材料品種多、成份復雜增加了防護設計的難度，特種產品的結構設計產生了全新的變化，同時新材料、新工藝和新結構的環境適應性評價需要一個過程，可能帶來一系列的腐蝕隱患；高溫高濕高鹽霧的海洋環境使用的特種產品需要進行防水、防潮、防結露、防鹽霧、防霉、防老化等防腐，難度很大。

    記者：您的主研領域很廣，包括環境效應控制及評價、表面工程等等，請您談談特種產品防腐關鍵是什么？應該怎么做？

    鄒研究員：這方面只能結合自己的工作來談談看法，不一定準確。個人認為特種產品防腐的關鍵仍是針對特種產品特定的服役環境進行有目的的綜合防護設計，并且按專業的方法評價設計的有效性與制造質量，才能把特種產品防腐的事情做好。可能有人會認為這理想化了些，實際工作中不容易做到，但任何事情有了起步才會有進步。實踐證明，光有先進的防腐蝕技術并不能解決特種產品的防護問題，每年特種產品及國民經濟因腐蝕問題損失巨大，權威報告的數據顯示，我國每年為腐蝕支付的直接費用高達5000 億，約占國民經濟總值的5%，這是一個驚人的數字。因此，現在特種產品的腐蝕問題受到了高度重視，防腐技術研究取得了諸多的研究成果，但單一技術再好也不能有效解決特種產品全地域、全空域的腐蝕防護問題，只有通過有效的綜合整體防護設計實現設計目的才能有效提升特種產品的防護能力，這就需要頂層的專業化管理、專業的防腐設計、有效的評價方法和標桿樣品支撐。

    歸結起來，我認為特種產品腐蝕危害的決定性因素是環境因素，如高溫高濕高鹽環境下特種產品腐蝕危害嚴重，設計缺陷是造成特種產品腐蝕的重要因素，工藝水平、施工質量嚴重影響特種產品的防護能力，后期維修、維護能力不足是特種產品加速腐蝕的重要原因。因此，具體應重視并做好以下幾項工作：

    （1）重視先進防腐技術的應用，加強特種產品研制過程中的防腐蝕設計與有效性驗證。防腐蝕設計是特種產品耐腐蝕性能提高的重要保證，特種產品研制時材料及技術的采用應充分考慮其可能遇到的腐蝕問題，開展充分必要的環境試驗驗證，把大部分腐蝕問題消除在設計中，改變“事后把關”的現象。

    （2）重視選材，特別是惡劣服役環境特種產品的選材。一是盡可能選用耐蝕性好或高品質的先進材料；二是不選用晶間腐蝕嚴重的高強度鋁合金和剝蝕嚴重的鋁合金材料，慎選鑄鋁合金材料；三是優先選用耐蝕不銹鋼材料；四是非金屬及高分子復合材料的選用應盡可能遵循使用壽命與抗光老化能力相匹配的原則。

    （3）重視結構設計。一是對腐蝕的薄弱點或薄弱環節進行規范性設計，積塵、縫隙等腐蝕危害隱患的存在或可能的結果；二是避免可能的電偶結構設計，且連接、螺接、搭接等盡可能采用濕裝配、密封鎖固和物理隔離等技術；三是重視電子線路組件的密封或散熱設計，防止凝露危害等。

    （4）加強制造過程管理與質量監制。強力把控特種產品表面防護制造的交驗關，禁止品質低劣的特種產品進入使用環節。

    （5）強化使用部門的使用維護與保養。提高特種產品的使用和維護人員的專業技能，避免腐蝕問題日積月累，減輕特種產品在服役環境的腐蝕。

    記者：請簡要地介紹一下您的科研單位、您的科研團隊，請談談您的科研團隊在特種產品防腐領域里取得了哪些成果或進展，這些成果或進展的應用狀況如何？

    鄒研究員：我的工作單位是西南技術工程研究所，是特種產品環境試驗與評價技術、腐蝕防護材料及技術、先進制造技術等方面的專業研究所，長期致力于先進工藝與材料的相關研究，是特種產品環境適應性與可靠性等試驗評價的國家隊之一。我所在的科研團隊長期從事材料腐蝕與控制及表面工程技術研究，先后承擔國家及省部級科研項目16項，持續開展了金屬表面功能性協合改性技術研究，取得的發明專利成果“系列氟聚合物協合改性技術”填補了國內空白，改性涂層構件效果見圖1；團隊在特種產品環境效應控制與評價技術研究方面也開展了大量工作，承擔了多項基礎科研、技術基礎等國防科研項目，開展了典型鋁合金材料在海洋和亞熱濕熱環境下的腐蝕及失效機理研究，并對特種產品典型鋁合金防護體系的防護性能進行了全面的評價；團隊解決了某出口飛機腐蝕失效的難題，較系統地實現了我國多型特種產品腐蝕控制材料及工藝的環境試驗評估與驗證。團隊申請國家發明專利5 項，獲授權4 項；研究成果獲工信部國防科技進步二等獎1 項、兵裝集團技術發明二等獎和科技進步二等獎各1 項，“氟聚合物協合改性技術”獲重慶市高新技術產品稱號。研究成果和專利推廣應用成效顯著，采用氟聚合物協合改性等技術解決了多型特種產品關重對偶構件、航空器電子模塊、光電儀器的走位機構等的關鍵性防護難題，產生了較顯著的效益，已累計創利2000萬元以上。

    圖1 氟聚合物協合改性涂層構件效果

    記者：請您展望一下特種產品防腐材料或技術未來的發展方向？

    鄒研究員：我主要從事表面工程技術或防腐技術的應用研究，從應用和科研工作角度講，可以重點關注以下技術研究：

    （1）典型材料及腐蝕防護工藝的環境腐蝕損傷模式與機理研究；（2）先進防腐材料與工藝在特種產品上的集成應用設計；（3）先進防護工藝或材料環境效應的評價技術和標桿樣品研究；（4）材料加速腐蝕試驗效應與自然環境試驗效應的相關性研究；（5）海洋或島礁環境條件下特種產品的防腐材料及工藝技術研究等。

    后記：廣大仁人志士和科技工作者們，行動起來，為保障國防軍事安全，始終堅持創新引領，圍繞國家戰略發揮自身優勢，凝聚各方力量形成合力，發展先進科學技術，做好特種產品防腐、防護工作，推進軍事科技事業快速發展！

    人物簡介

    鄒洪慶，西南技術工程研究所研究員級高級工程師，碩士生導師，中國科學技術咨詢服務中心腐蝕與防護專家組專家、北大《中文核心期刊要目總覽》遴選專家、中文核心期刊《表面技術》審稿專家、重慶市經信委綜合評標專家，長期從事材料腐蝕與控制及表面工程技術研究，是“國防科技創新團隊”主要成員。先后主持或參與國家及省部級科研項目16 項，主持研究的氟聚合物協合改性技術填補了國內空白，采用該技術解決了多型裝備的重大防護技術難題并實現工程應用，產品批量裝備用戶單位；解決了某外貿飛機腐蝕失效的難題；主持了某特種產品表面精飾推薦方案的設計與驗證工作；系統實現了我國某飛行器材料工藝的環境試驗驗證，對裝備研制提供了技術支持；共同組織完成了某雷達電子裝備及某陸戰隊裝備腐蝕狀況調查工作，為相關決策提供了依據；產品推廣應用成效顯著，已累計創利2000余萬元；撰寫編制重要技術報告及標準等100 余份，撰寫學術論文18 篇，SCI 等收錄4 篇。獲工信部國防科技進步二等獎1 項、兵裝集團技術發明二等獎和科技進步二等獎各1 項、國家發明專利4 項、重慶市高新技術產品稱號1 項。