人類大約在使用材料的同時就開始了對腐蝕和腐蝕控制技術的觀察和研究。人類有效地利用金屬的歷史就是與金屬腐蝕做斗爭的歷史。
我們的祖先對腐蝕科學作出了卓越的貢獻。春秋戰國時期的武器,秦始皇時代的青銅劍和大量箭鏃,有的至今毫無銹蝕。經鑒定,青銅箭鏃表面有一層致密的黑色氧化層(有的表面甚至含鉻高達2%),這些表面保護層具有良好的防腐作用,這是中國文明史上的一個奇跡。聞名世界的中國真漆早在3000年前的商朝就已得到廣泛應用。越王勾踐的青銅寶劍穿越了2000多年的歷史長河,但劍身絲毫不見銹斑。
盡管對腐蝕及其控制認識的歷史悠久,但都是屬于經驗性的。材料的腐蝕科學與防護技術實際上是一個涉及多門學科的綜合性邊緣學科,它的理論和實踐與金屬學、冶金學、材料學、化學、電化學、物理學、工程力學、斷裂力學、流體力學、化學工程學、微生物學、表面科學、表面工程學、電學等密切相關。因此,作為獨立學科的腐蝕與防護學科是隨著各相關學科的發展逐步完善的。
腐蝕科學與防護技術作為一門獨立的學科則是在 20 世紀 20 ~ 30 年代發展起來的。1911年,Eden 等首次觀察到微動腐蝕現象。1927年,Tomlinson 通過研究首次提出了微動腐蝕的機理模型。1920~1923年,Tammann、Piilling與 Bedworth 通過研究金屬 Ag、Fe、Pb、Ni等的氧化規律,提出了氧化動力學的拋物線定律和氧化膜完整性的判據;Moore 的研究認為黃銅季裂是黃銅在含氨環境中發生晶間型應力腐蝕。1926年,McAdam 開始著手研究腐蝕疲勞。1929年,Evans建立了腐蝕金屬極化圖,并推動了腐蝕電化學本質的定量化研究。1932年,艾文思(U. R. Evans)和霍爾(T. P. Hoar)用實驗證明了金屬表面存在著腐蝕電池,金屬失重與電流量直接有關。1933年,Wagner 從理論上推導出了金屬高溫氧化膜生長的經典拋物線理論。1938年,瓦格納(C. Wagnar)和屈拉德(W. Traud)對同一金屬表面發生一對以上共軛反應的情況提出了混合電位的概念,建立了電化學腐蝕的混合電位理論,奠定了近代腐蝕科學與工程的動力學基礎。同年,Pourbaix 計算和繪制了電位-pH 值圖,奠定了近代腐蝕科學的熱力學理論框架。1947年,Brenner 和 Riddell 提出了化學鍍鎳技術。1950年,Unilig 提出了點蝕的自催化機理模型。1957年,Stern 和Geary提出了線性極化技術。1968年,Iverson 觀察到了腐蝕的電化學噪聲信號圖像。20 世紀 60 年代,Brown 首先將斷裂力學引入到應力腐蝕的研究中。1970年,Epellboin 首次用電化學阻抗譜研究腐蝕過程。
從 20 世紀中下葉至今的近幾十年里,腐蝕科學和防護技術得到了迅速的發展。國際學術交流日益活躍;局部腐蝕和應力作用下的腐蝕行為及其控制的研究備受重視,其對石油化工、海洋工程、航空航天、國防建設等部門有重要影響;腐蝕學科吸引了許許多多相關學科中的著名科學家和工程師轉入從事腐蝕領域的研究工作,使腐蝕學科的研究隊伍日益壯大;腐蝕科學的應用學科——腐蝕工程學和防腐蝕系統工程學形成。在這一時期內先進的表面分析儀器和技術在腐蝕研究中得到了應用,如俄歇電子譜(AES)、X光電子能譜(XPS)、次離子質譜(SIMS)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、原子力顯微鏡(AFM)、電化學交流阻抗譜(EIS)等,進一步揭示了許多腐蝕過程的微觀機制和本質。將物理和化學學科的新成就,如滲流理論、非線性動力學、混沌理論、分形理論、半導體理論、量子化學等引入腐蝕研究領域后已取得了一系列重要成果。與此同時,計算機技術、網絡技術及人工智能等得到了廣泛應用,這一切也相應地促進和發展了腐蝕控制技術。20世紀60~70年代,電子束、離子束、激光束和等離子技術等先后引入到表面技術領域中,使表面技術取得了飛躍式的進步。
腐蝕科學家的卓越工作,再加上先進的儀器設備和實驗手段的大量采用,其他相關學科理論發展的推動,使腐蝕科學技術進一步得到完善、充實和提高。在腐蝕工程方面取得的成果也是十分顯著的。有些腐蝕問題尚未從理論上徹底明了之前,就已經在防護技術上提出了許多有效的解決方法。在這期間,許多著名的腐蝕科學家及工程師提出并用實驗論證了點蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕、晶間腐蝕、選擇性腐蝕等各種類型的局部腐蝕機理,進而提出了相應的腐蝕控制措施,發展了腐蝕研究方法,促進了現代腐蝕科學理論的形成與發展。目前,已涌現出了各式各樣的表面防護新技術,推動了現代表面工程技術及表面工程學的形成。近年來,納米技術研究的熱潮又促進了多種新的防腐蝕技術的問世,因此可以說,正是工業和科學技術的發展促進了現代腐蝕科學理論和防護技術的形成與發展。然而,如果沒有腐蝕研究的進展和腐蝕控制技術的成功,許多重要工業也不可能發展到今天這個水平。
1949年以來,尤其是改革開放以來,我國腐蝕與防護的科學技術研究工作得到了很大的發展,在國際本學科領域中占有重要一席,對我國國民經濟的發展作出了巨大的貢獻。中華人民共和國成立初期,國家科委在機械學科組內成立了腐蝕與防護分組,于1961年又單獨成立了國家腐蝕科學學科組,負責制定我國腐蝕與防護的發展規劃,并召開多次學術會議交流會,建立土壤腐蝕試驗點等。這期間,我國一些高校也先后建立了腐蝕防護專業,一些相關研究院所先后成立了腐蝕與防護研究組、室,開展有關科研工作。改革開放以后,腐蝕與防護學科得到了國家的高度重視,于1979 年12 月正式成立了中國腐蝕與防護學會,下設 10 多個專業委員會,標志著我國的腐蝕與防護學科走向了規范化發展的快車道。經過廣大腐蝕與防護科技工作者近20年的辛勤耕耘,目前我國已較好地解決了包括石油天然氣開發、石油化工、化學工業、船舶制造、航空航天、核能、冶金、交通、通信、海洋工程、電子、建筑等在內的各工業領域中的腐蝕問題,研究和開發了許多先進的腐蝕控制及監測技術,較好地滿足了生產發展的需要。
