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腐蚀是一种常见的现象——有金属的地方就会生锈。从科学的角度来说，腐蚀是一种化学过程，在此过程中，精炼金属被转化为化学上更稳定的形式。
在你的家庭环境中发现的四种基本成分会导致腐蚀:活性金属、空气、水分和电解质。虽然快速喷洒WD-40可以抵抗从粘钥匙孔到粘铰链的腐蚀，但要真正避免腐蚀，我们需要从设计开始。
了解腐蚀的原因使设计更容易。本文探讨了提高金属耐腐蚀性的策略。注意:有几种非常规的腐蚀类型与聚合物上的微生物活动有关，我们不会在这篇文章中讨论。
被动式涂层阻隔水和盐
自行车是一个很好的例子，你可以设计一个耐腐蚀的产品。通常由钢、铝和碳纤维制成的自行车也经常暴露在恶劣的环境中。雨水+道路灰尘=水+电解质=腐蚀。增加物理屏障，防止与外部环境直接接触，有助于控制腐蚀;选择包括油漆，粉末涂料，乙烯包装，阳极氧化，甚至脱毛。这些方法被称为被动涂层，用于阻隔水和盐，防止腐蚀，在设计你知道将在户外环境中度过一段时间的产品时，为它们做计划是很重要的。
绘画
你可以计划让你的设计抗腐蚀，考虑到被动涂层的需要，这是自行车制造商用来提高耐腐蚀性能的。自行车车架涂漆是为了形成一个屏障层——在干净、干燥的表面上涂漆意味着水分不会被困在车架下面。
粉末涂料
如果你在设计一个像自行车架这样的产品，很多都是用铝，你会想要计划有产品粉末涂层，以避免点蚀，可以导致时，铝是划伤和接触水。粉末涂料是通过静电喷涂一层干粉(热塑性塑料或热固性塑料聚合物)。
在粉末喷涂中，粉末喷涂枪带正电荷，而工件接地。这种电的差异驱使微小的颗粒向工件靠近，有点像你在学校做的令人发指的气球实验。这确保了均匀的涂层，随后是固化阶段。
塑料包装
你指望你的u型锁的安全性，你不希望它被腐蚀，所以大多数u型锁制造商把锁包装在乙烯基中，以保护它们的元素- - -作为一个设计师，你需要计划这一点。乙烯基包装就像收缩包装;热是应用一旦u型锁已与乙烯基套筒(见下图中的黑色u型管)。
阳极氧化
不锈钢和数控加工铝具有形成一层保护性氧化物的内在能力。然而，在自然状态下，这层氧化层只有大约4nm厚。阳极氧化的金属是一种提供额外腐蚀和磨损保护的方法，所以一定要将其添加到您的钢和铝产品计划中。
在某些情况下，阳极氧化被用作一种装饰元素，允许设计师添加不同色调。苹果用他们不同颜色的设备做到了这一点:太空灰、玫瑰金和金色。
阳极氧化是通过把工件放在稀释的溶液中来完成的。工件被连接到一个电路，在那里它是阳极。正氧离子会被吸引到工件上，在工件上产生更多的氧化层。
活性涂层提供了一个强大的物理屏障
镀锌
当你在设计抗腐蚀的产品时，你可能要记住，镀锌比被动涂层提供更强的物理屏障，通过与材料的物理基材形成化学键，而不仅仅是涂层表面。这种化学结合比被动涂层能提供的强得多，结合强度为3000psi。最重要的是，它有双重作用——通过将更活泼的金属附着在贱金属表面，使贱金属成为阴极。薄薄的一层涂层首先会生锈，而不是母材。
最好在所有二次加工完成后进行镀锌，因为任何新的切割都会暴露出新的金属，使生锈形成。除了街道灯柱和钢桥外，通常还对车辆和紧固件进行镀锌，以确保耐腐蚀。
热浸镀锌是一种大批量生产技术。该过程如下所示。每一件物品都要经过苛性清洗，然后再经过几个准备阶段，然后浸入锌浴中冷却。
确保电兼容性
当你在设计紧固件时，重要的是要确保有与紧固件和物体的电流兼容性。在原电池刻度上，阳极性更强的金属更容易腐蚀，当阳极性更强的金属与刻度较低的金属接触时，腐蚀活性增强。差异越大，腐蚀速率越快。
因此，你不想混合和匹配涂层和金属;如果选择热浸镀锌材料，使用紧固件以及具有相同涂层的硬件。螺丝铆钉是最常用的紧固方法，而且大多数都是钢做的，刚好比原电池的比例低，所以你们要注意这一点。
如果你开始组合不同类型的金属，不同的金属就有可能开始自己的腐蚀反应——这正是你想要阻止的。不锈钢镀锌钢板会降解，所以不要用不锈钢螺丝安装镀锌钢板。
事实上，你可以利用电不相容来达到你的目的。在海洋工业中，牺牲金属被用来保护船体免受腐蚀。锌片直接安装在船体上，低于水线。这是通过有意地允许牺牲锌被腐蚀，而不是钢船体。
用塑料代替金属
提高抗腐蚀能力的一个方法是计划用合适的惰性材料替换零件，比如塑料．水管过去是用金属制成的，但现在已经换成了塑料，就像轴承一样。你可能避免被塑料腐蚀但塑料也有一些独特的问题，比如紫外线降解、酸和热问题，这些都是需要注意的，尽管这里不会涉及。
避免设计中出现裂缝
下面的图表显示了水滴在产品上是如何导致生锈的。当活性金属表面变湿时，氧浓度相对于周围环境较低。液滴周围的区域成为阴极，而下面的表面是阳极。
这种电活动的局部化是导致厨房面盆上形成锈斑的原因，如果使用较低等级的不锈钢，情况会更糟。您可以通过消除疏水阀来设计防止这种形式的腐蚀，以确保在车体周围有均匀的氧气浓度。
我们可以向建筑行业学习，建筑行业的缝隙防腐效果最好。像允许水和灰尘自由流动，但不被困在表面的规则是有帮助的。简化了设计，减少了裂缝的数量，如果不能避免裂缝，则采用天气密封可以帮助抵御腐蚀。
换句话说，减少接头零件、涂层和密封的数量可以帮助避免缝隙腐蚀。
主要收获
了解腐蚀的原因和在产品设计过程中使用提高金属耐腐蚀性的策略是很重要的。在使用金属时，将涂层、乙烯基包装和镀锌计划纳入产品设计过程中，并避免在设计中出现裂缝。你可以查看Fictiv的能力指南来获取更多关于材料的信beplay客户端下载息。就像在所有的硬件开发中一样，始终要彻底地使用您的测试过程，并检查使用行为和操作环境。能够理解你的产品在环境中的体验是成功的一半。
