在自然界，幾乎所有發(fā)現(xiàn)的金屬元素都處于他們的熱力學(xué)穩(wěn)定狀態(tài)，并且主要以氧化物、硫化物和鹵化物組成的礦石形態(tài)出現(xiàn)。由于

金屬單質(zhì)具有恢復(fù)到其熱力學(xué)穩(wěn)定化合物的傾向，因此從礦石中提取金屬必須消耗大量能量。在大多數(shù)情況下，暴露在潮濕空氣中的金屬

容易被氧化，形成氧化物。如果這些氧化物是多孔狀的或者是基本結(jié)合力不強(qiáng)，那么金屬基本容易被腐蝕。如果形成的氧化物是一層致密

防水層，那么金屬發(fā)生鈍化，并且有優(yōu)異的耐腐蝕性。然而，在含有侵蝕性離子的環(huán)境中，鈍化膜很容易破裂，進(jìn)而形成具備腐蝕并且腐

蝕速率加快。因此，對(duì)于那些不具有鈍化性的金屬或在容易使鈍化膜破壞的侵蝕性環(huán)境中使用的鈍化金屬來說，都需要使用涂層防止其發(fā)

生腐蝕。

由于腐蝕能造成大災(zāi)難、產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)損失，因此對(duì)世界上大多數(shù)工業(yè)來說，解決腐蝕問題都是一個(gè)艱巨的任務(wù)。 腐蝕問題不分國(guó)界，

各國(guó)都存在，而且不分條件，如在室溫和高溫下都會(huì)發(fā)生腐蝕，根據(jù)腐蝕的表現(xiàn)形式，目前將材料的腐蝕形式主要分為一下幾類: 均勻腐

蝕;縫隙腐蝕;點(diǎn)腐蝕;電化學(xué)腐蝕;晶間腐蝕;優(yōu)先溶解腐蝕;磨損腐蝕;應(yīng)力腐蝕開裂(SCC) ;腐蝕疲勞;微生物腐蝕(MIC) 。

其中任何一種腐蝕形式導(dǎo)致的失效敏感性取決于所用材料的本質(zhì)、使役狀況和周圍環(huán)境。新的調(diào)查顯示，全球范圍內(nèi)直接有腐蝕造

成的年損失(主要包括修理、維護(hù)和更換的材料、設(shè)備和服務(wù))約為4萬億美元，約占美國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP) 的4%  。這個(gè)數(shù)

字還不包括環(huán)境破壞、資源浪費(fèi)、生產(chǎn)損失或者由于腐蝕造成的人身傷害的部分。據(jù)腐蝕介紹，采用現(xiàn)有的腐蝕控制技術(shù)，每年可以

凈節(jié)省25%的成本。而且通過使用創(chuàng)新性智能涂層，能夠節(jié)約高達(dá)35%及以上的成本。因此，對(duì)于材料或者構(gòu)件來說，需要開發(fā)一種有效

的、環(huán)境友好的和經(jīng)濟(jì)上可行的技術(shù)，用于生產(chǎn)和應(yīng)用智能涂層以盡可能減少其腐蝕的發(fā)生。

智能涂層也稱為智能/自修復(fù)涂層，具有多功能性，同時(shí)含有對(duì)服役環(huán)境產(chǎn)生緩釋作用的優(yōu)化元素或組分。應(yīng)用智能/自修復(fù)涂層是改

善腐蝕并提供防護(hù)，從而提高金屬結(jié)構(gòu)耐久性的一種經(jīng)濟(jì)有效方法。從汽車到飛機(jī)、從化工到家用設(shè)備，各種工程結(jié)構(gòu)都可以使用這些涂

層體系而獲得有效保護(hù)。智能涂層是以環(huán)氧樹脂為基料，通過添加高分子和納米粒子，在室溫下對(duì)構(gòu)件起到防腐蝕作用。然而，像航空和

工業(yè)應(yīng)用的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)等用于高溫環(huán)境的一些設(shè)備 ，需要采用金屬和陶瓷智能涂層來提高其使用壽命。此外，涂層還應(yīng)該是采取不同

的表面工程技術(shù)制備的不同組分的多層體系。智能涂層必須適應(yīng)周圍的環(huán)境和問題，通過形成適當(dāng)?shù)哪透g膜(如氧化鉻、氧化鋁)顯著

提高構(gòu)件的使用壽命。因此，對(duì)于科學(xué)家和工程師而言，根據(jù)使用條件選擇不同的材料和智能涂層是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。

補(bǔ)充知識(shí):金屬在有水存在的環(huán)境中發(fā)生溶液腐蝕。然而，溶液腐蝕并不需要金屬完全浸沒在水中就能發(fā)生。由于溫度波動(dòng)或鹽類氣

溶膠吸濕性雜質(zhì)，即使相對(duì)溫度低于100% (例如，在溫暖潮濕的天氣，水在低溫材料表面的冷凝)的情況下，水也會(huì)在其表面凝結(jié)，從而

發(fā)生溶液腐蝕。