總前言

　　材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),是人類社會(huì)進(jìn)步的標(biāo)志和里程碑,是社會(huì)不斷進(jìn)步的先導(dǎo),是國家實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的支柱。然而,地球上的礦藏是有限的,而且需要投入大量的能源,進(jìn)行復(fù)雜的提煉、處理,產(chǎn)生大量污染,才能生產(chǎn)成為人類有用的材料,所以,材料是寶貴的,需要科學(xué)利用和認(rèn)真保護(hù)。

　　半個(gè)多世紀(jì)特別是改革開放三十多年來,我國材料的研究、開發(fā)、應(yīng)用有了快速的發(fā)展,水泥、鋼鐵、有色金屬、稀土材料、織物等許多材料的產(chǎn)量多年居世界第一。我國已經(jīng)成為世界上材料的生產(chǎn)、銷售和消費(fèi)大國�！爸袊�材料”伴隨著“中國制造”的產(chǎn)品,遍布全球;伴隨著“中國建造”的工程項(xiàng)目,遍布全國乃至世界上很多國家。材料支撐我國國民經(jīng)濟(jì)連續(xù)30多年GDP年均10%左右的高速發(fā)展,使我國成為全球第二大經(jīng)濟(jì)體。但是,我國還不是材料強(qiáng)國,還存在諸多問題需要改進(jìn)。例如,在制造環(huán)境、運(yùn)行環(huán)境和自然環(huán)境的作用下,出現(xiàn)過早腐蝕、老化、磨損、斷裂(疲勞),材料及其制品在使用可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性和耐久性(簡稱“四性”)方面都還有大量的工作要做。

　　“材料延壽”是指對材料及其制品在服役環(huán)境作用下出現(xiàn)腐蝕、老化、磨損和斷裂而導(dǎo)致的過早失效進(jìn)行預(yù)防與控制,以盡可能地提高其“四性”,也就是提高水平,提高質(zhì)量,延長壽命。目標(biāo)是節(jié)約資源、能源,減少對環(huán)境的污染,支持國家可持續(xù)發(fā)展。

　　材料及制品的“四性”實(shí)質(zhì)上是材料及制品水平高低和質(zhì)量好壞的最終表征和判斷標(biāo)準(zhǔn)。追求“四性”,就是追求全壽命周期使用的高水平、高質(zhì)量,追求“質(zhì)量第一”,追求“質(zhì)量立國”,追求“材料強(qiáng)國”、“制造強(qiáng)國”、“民富、國強(qiáng)、美麗國家”。

　　我國在“材料延壽與可持續(xù)發(fā)展”方面,做過大量的研究,取得了顯著的成績,積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),凝練出了一系列在材料全壽命周期中提高“四性”的重要理論、原則、技術(shù)和措施,可以總結(jié),服務(wù)于社會(huì)。

　　“材料延壽與可持續(xù)發(fā)展”叢書的目的就在于:總結(jié)過去,總結(jié)已有的系統(tǒng)控制材料提前損傷、破壞和失效的因素,即腐蝕、老化、磨損和斷裂(主要是疲勞與腐蝕疲勞)的理論、原則、技術(shù)和措施,使各行業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)師,制造、使用和管理工程師有所啟示、有所參考、有所作為、有所貢獻(xiàn),以盡可能地提高產(chǎn)品的“四性”,延長使用壽命。叢書的目的還在于:面對未來、研究未來,推進(jìn)材料的優(yōu)質(zhì)化、高性能化、高強(qiáng)化、長壽命化,多品質(zhì)、多規(guī)格化、標(biāo)準(zhǔn)化,傳統(tǒng)材料的綜合優(yōu)化,材料的不斷創(chuàng)新,并為國家長遠(yuǎn)發(fā)展,提出成套成熟可靠的理論、原則、政策和建議,推進(jìn)國家“節(jié)約資源、節(jié)能減排”、“可持續(xù)發(fā)展”和“保衛(wèi)地球、科學(xué)、和諧”發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施,加速創(chuàng)建我國“材料強(qiáng)國”、“制造強(qiáng)國”。

　　在中國科協(xié)和中國工程院的領(lǐng)導(dǎo)與支持下,一批材料科學(xué)工作者不懈努力,不斷地編寫和出版系列圖書。衷心希望通過我們的努力,既能對設(shè)計(jì)師,制造、使用和管理工程師“材料延壽與可持續(xù)發(fā)展”的創(chuàng)新有所幫助,又能為國家成功實(shí)施“可持續(xù)發(fā)展”、“材料強(qiáng)國”、“制造強(qiáng)國”的發(fā)展戰(zhàn)略有所貢獻(xiàn)。

　　中國工程院院士

　　中國工程院副院長

　　前言

　　金屬材料及其制品制造過程中需要清除污垢和銹蝕產(chǎn)物,進(jìn)行工序間的防銹;制成成品之后,在交貨、待命或使用過程中要防銹,進(jìn)行清洗、除銹,再進(jìn)行防銹。唯如此,才能達(dá)到延長制品使用壽命、減少維修、減少污染、節(jié)約經(jīng)費(fèi)的目的。

　　綠色清洗就是在圓滿完成清洗任務(wù)的同時(shí)不危害環(huán)境,就是將物體表面受到的物理、化學(xué)或生物作用而形成的污染物或覆蓋物(稱為污染)去除干凈,而使其恢復(fù)原表面狀況的過程中符合環(huán)保要求。

　　清洗(污垢的去除)、除銹(銹蝕產(chǎn)物的清洗去除)、防銹(防銹材料的施加)的過程是一個(gè)復(fù)雜的物理、化學(xué)、電化學(xué)過程。清洗,需要徹底去除污垢和銹蝕產(chǎn)物,但又不能損傷金屬零部件本身,要達(dá)到這個(gè)目的,需要研究清洗液和除銹劑,使其能清洗污垢去除銹蝕產(chǎn)物,遇到潔凈的金屬表面時(shí)這個(gè)化學(xué)或電化學(xué)過程就應(yīng)該停止。辦法就是在清洗劑或除銹劑中加入適量的緩蝕劑,根據(jù)清洗液或除銹劑的酸性或堿性,選用不同成分和用量的緩蝕劑。

　　清洗、除銹、防銹的環(huán)保既包括生產(chǎn)全過程的控制,又包括最終產(chǎn)品的控制,還包括清洗劑、除銹劑和防銹劑本身的綠色行動(dòng)和“綠色工藝”的應(yīng)用,排除重金屬和揮發(fā)性物質(zhì)的排放,以求實(shí)現(xiàn)清洗、除銹和防銹全過程“綠色行動(dòng)”。

　　一百多年來,人們研究了成千上萬種清洗污垢緩蝕劑、清洗除銹緩蝕劑,以及為了防止進(jìn)一步生銹的防銹緩蝕劑,已經(jīng)廣泛應(yīng)用的也達(dá)到了成百上千種。本書主要介紹多年來形成的這些清洗劑、除銹劑、防銹劑及其所用的緩蝕劑,其中許多還是目前行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所推薦的內(nèi)容。

　　在清洗、除銹、防銹領(lǐng)域及其相應(yīng)的緩蝕劑的研究中,許許多多科學(xué)家做出了巨大貢獻(xiàn),其中我國有華保定、彭道儒、葉康民、楊文治、司徒振民、曾兆民、肖懷斌、張康夫、鄭家燊等。譬如彭道儒教授五十多年來研究成功了“02-鋼鐵酸蝕緩蝕劑”、“鍋爐酸洗除垢劑”、“BY-2電接觸固體薄膜潤滑劑(簡稱BY-2)”、“DJB-823電接觸固體薄膜保護(hù)劑(簡稱DJB-823)”、“PF鋼鐵納米防蝕劑”、“PF鋼鐵防銹潤滑劑”、“PDR-納米抗磨劑”、“MA-鋁合金防蝕劑”等,其中“BY-2”、“DJB-823”榮獲國家發(fā)明二等獎(jiǎng),為國家多個(gè)五年計(jì)劃推廣的重點(diǎn)項(xiàng)目,為國家創(chuàng)造了百億元計(jì)的經(jīng)濟(jì)效益,彭教授成為國內(nèi)外著名的發(fā)明創(chuàng)新之星、全國政協(xié)委員、國務(wù)院突出貢獻(xiàn)專家。借此機(jī)會(huì),向防銹戰(zhàn)線上為國家做出了貢獻(xiàn)的著名專家和默默無聞的專家和科技工作者表示崇高的敬意!

　　本書主要內(nèi)容曾于2010年1月以《清洗劑、除銹劑與防銹劑》出版,頗受歡迎,2011年1月第二次印刷,仍供不應(yīng)求。修訂再版過程中,適逢我們正進(jìn)行中國工程院《材料延壽與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究》重大咨詢項(xiàng)目的研究,課題組辦公室主任袁訓(xùn)華博士在導(dǎo)師張啟富教授的指導(dǎo)下,對涂鍍層鋼板工程化過程中鋼板的清洗、除銹和防銹技術(shù)進(jìn)行了深入的研究,并有許多的資料積累,欣然同意參加修訂。為此補(bǔ)充了許多新的內(nèi)容,以此敬獻(xiàn)給對這個(gè)領(lǐng)域有興趣、并愿使用這些知識(shí)延長材料及其制品使用壽命的讀者。

　　在中國工程院和中國科協(xié)指導(dǎo)和幫助下,由中國腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)、中國航發(fā)北京航空材料研究院、中國鋼研科技集團(tuán)有限公司和化學(xué)工業(yè)出版社聯(lián)合組織了幾十位科學(xué)家和工程技術(shù)人員共同編著《材料延壽與可持續(xù)發(fā)展》叢書,計(jì)劃編著出版30冊。作為國家出版基金項(xiàng)目,2014年出版了19冊專著,其余部分?jǐn)M近年出版,經(jīng)商,將本書納入該叢書。

　　由于編著者水平有限,書中難免存在不足之處,敬請批評、指正。

　　李金桂