各位好，欢迎各位参加此次有关涂装知识的直播。
我们今天这个主题主要是围绕金属锌，作为防腐体系中一个重要成分，直播内容包括：常规腐蚀的基础知识，阴极保护的基本原理，锌涂层的应用形式及其特性，锌着色的保护涂层系统。
通过这次直播主题的介绍，我们期望在座的各位能够：从涂装专业的角度，对锌这种防腐元素有一个全面的认识；同时，对锌涂层的实际应用有一个直观的认知。
在防腐涂装领域，对于腐蚀的管理和控制，我们通常会从以下五种思路来考虑防腐策略。
首先是，材料的选择。在我们的常识中都会意识到，不同应用材料具有不同的氧化活泼性、腐蚀的倾向性，有些材料很容易发生氧化，譬如，钠，镁，铝，锌，铁；而有些金属却是不容易发生氧化，譬如，石墨，珀金等。钢铁是一种工业制造行业最为常用的材料，而低合金钢要比碳钢更耐腐蚀，还有些钢材就是所谓的不锈钢等。防腐行业中有一条规则：在一些极端严苛的腐蚀环境下，通常我们不会去考虑保护涂层系统的改善，而是从结构材料选择作为首要考虑方向。
其次我们的思路，会考虑将严苛的暴露环境条件进行调节并改善，使其趋于温和的暴露条件。这里从ISO的第五部分，保护涂层，中可以得出这个结论，根据ISO中的第二部分环境条件分类中所定义的C1等级，理论上是无需保护涂层系统提供防腐的，如果需要涂覆涂层，可能主要是以装饰性能为目的，或者，可以选用C2腐蚀性等级的推荐保护涂层配套系统。
第三种思路是结构设计，从防腐角度来考虑，一个好的设计可以获得一个优异的防腐效果。因此，对于被保护的结构设计，有许多国际性的标准都提出了相关的规定和建议。
第四种的思路，就是选择阴极保护系统，对于大部分严苛暴露环境，譬如海上结构，埋地管道，石化储罐等工程，阴极保护系统，包括牺牲阳极形式的阴极保护，和外加电流形式的阴极保护，结合保护涂层系统的双重保护体系–也称为复合保护系统，的应用已经获得十分成功的防腐经验。
最后，我们就是考虑选择保护涂层系统来进行防腐了。保护涂层系统一方面可以获得预期的有效防腐保护，同时，这种防腐方案也是成本相对较低的防腐解决方案。今天，我们也仅从“保护涂层系统”这个防腐解决方案来展开讨论。
这里我们顺便澄清两个概念，一个我们称之为“保护油漆（涂料）系统”protectivepaintsystem，另一个我们称之为“保护涂层系统”protectivecoatingsystem。根据ISO第一部分的定义描述，保护油漆（涂料）系统是指：涂料或相关产品的总涂层数的总和，这些涂料或相关产品将涂覆于或已涂覆于基底上以提供防腐保护。而保护涂层系统是指：金属材料和/或油漆或相关产品的总涂层数的总和，这些金属材料和/或油漆或相关产品将涂覆于或已涂覆于基底上以提供防腐保护。从定义中可以看到这两个概念的差别就在于是否有金属层包含在保护系统中。
这里，我们需要掌握一些有关腐蚀机理的基础知识。，我们以钢铁为例来加以说明。简单而言，铁或钢材发生腐蚀的主要原因是元素铁，从氧化物状态的矿石中被还原后的状态，在热力学上是不稳定的。这个过程，我们可以通过这个循环来解释：自然界几乎没有任何游离状态的铁，相反，所有已发现的铁元素都与氧或硫等其他元素结合存在，这种铁的氧化物是处于较低能量的相对稳定的状态。为了将铁从其氧化状态转变为金属状态，需要向系统中输入大量的能量。这种能量随后被储存在金属铁中，炼制的金属将获得结构强度等性能而用于建造工业等领域，而金属此时处于不稳定的高能量状态，。然而，控制能量守恒的基本自然法则要求，必须通过将不稳定的金属恢复到其氧化状态，也就是恢复其能量平衡。最常见的铁矿石由氧化铁（Fe2O3）组成，在其氧化状态下通常以铁锈的形式出现，红色为Fe2O3。铁也以磁铁矿或Fe3O4的形式存在于矿石中，这也是一种常见的腐蚀产物。锌、铝和镁等其他金属也是如此。在每种情况下，将矿石转化为金属都需要输入大量的能量。金属吸收的能量越多，电化学状态就越不稳定，也就越容易发生腐蚀。然而，有些金属在自然界中却可以纯金属的形式存在。其中包括锡、铜、银和金等。它们也可能以矿石的形式与其他元素结合存在。在这些情况下，从矿石中提取这些金属本身几乎不需要输入能量。
下表所示的，一些金属从其矿石中转化为金属所需能量的排列顺序。从这些金属中可以看到，对于锌自其矿石中提取纯的锌金属，要比提炼自铁矿石的金属铁，需要更多的能量。这就说明相对于铁，锌处于更不稳定的高能量状态。就是说，锌更倾向于氧化成更稳定的初始氧化物。
这是所列金属的电势序列表，从表中的位置可以判断，锌比铁更为活泼，更容易失去电子。
这是根据腐蚀原理图示的阳极区域发生的电化学反应。金属铁在阳极区域通过离子化过程，失去电子变为铁离子。
这里显示的是阴极区域发生的电化学反应。来自阳极区铁释放的电子，与环境的氧和水，发生反应，形成氢氧根离子，
这样，来自阳极的铁离子与来自阴极的氢氧根离子，再完成下一步的反应，形成半溶性的氢氧化亚铁，在阳极区发生沉积。
因此对于基本腐蚀来说，只要满足四个基本要素，腐蚀就会发生，这些基本要素包括：阳极，阴极，电解质以及电子通路。而保护涂层系统设计的全部机理都是围绕“如何阻断这个闭合的腐蚀循环”
这里，我们需要了解一条有关腐蚀的基本原则：阳极区腐蚀，阴极区不腐蚀。
我们之前已经介绍过了，金属锌比金属铁更活泼，更容易失去电子。当锌和铁这两种金属发生接触，那么锌将会快铁一步失去电子，变为锌离子。而锌所失去的电子转移到金属铁中。我们知道金属失去电子变为金属离子，成为阳极；而铁金属获得额外的电子输入变为阴极。刚刚我们说的一条原则，阳极腐蚀阴极不腐蚀。这个时候的铁是阴极，而锌是阳极。这种通过更为活泼的金属获得额外电子得到保护的，我们称之为牺牲阳极阴极保护。Sacrificialanodecathodicprotection。还有一种方式是为金属提供额外的外部电子，就是使用直流电池提供电流。这种通过外加电流使得金属获得额外电子的防护方式，我们称之为外加电流阴极保护。Impressedcurrentcathodicprotection.有关这部分内容不在我们今天直播主题中。不管哪一种形式，金属铁都能获得额外的电子成为阴极，从而被保护起来了。
为什么锌是保护铁的常用牺牲阳极？许多人可能会有这个疑问。
首先，锌是一种独特且非常有用的金属，尤其是以薄层形式存在时。既可以作为纯的金属涂层使用，也可以与其他材料，譬如有机树脂结合使用，当涂覆于钢表面时，仍能提供充分的防腐性能。金属锌能抵抗大多数的大气条件，同时仍能保持足够的活性，在锌和铁接触的界面对钢提供一定的阴极保护。金属锌并不像金属铝那样。因金属铝的活泼性在表面会形成连续性的惰性氧化膜。铝的氧化薄膜将会导致铝与钢材界面失去活性而无反应，从而无法像金属锌那样提供充分的阴极保护。这种对大气条件相对惰性，但仍足以保护钢材的优势是金属锌独一无二的特性。金属锌的另一个重要优点是容易获取。事实上，在有色金属中，锌是最便宜的、也是最容易获取的金属之一。虽然还有其他金属也可用于钢材的防腐层，例如镁、铝和钙等，但没有一种被证明像锌那样有用和有效。
锌涂层的类型及其特性
锌涂层可以通过两种不同的保护方式为钢材提供有效保护，无论是以哪种形式，锌涂层都既可以作为屏蔽层，也可以作为钢表面的电偶保护层。金属锌在钢和大气之间起着连续而持久的屏蔽作用，可以保护钢材不受大多数大气条件的腐蚀。
锌的腐蚀速率比钢低得多，因此在除了暴露于极端污染，譬如酸性或碱性的环境之外，所有大气环境中，锌涂层都将提供长时间的防腐保护。我们参考ISO第2部分中的腐蚀性等级列表，在C4大气腐蚀性等级条件下，碳钢的腐蚀速率为每年的质量损失在每平方米到克；而相同条件和暴露时间下，金属锌的腐蚀速率仅为每平方米15到30克。
此表给出了不同厚度下的锌涂层产品在大气中的估算寿命。虽然这些数据只是估算值，但其结果表明，当锌作为连续保护涂层应用时，锌确实提供了与涂层厚度成比例的防腐保护。厚度越大，这里是指最佳的最大的干膜厚度，底部被保护的钢材开始腐蚀的时间就越长。
金属锌有几种不同的方法覆盖在钢材表面，如下表所示。譬如，热浸镀锌、热喷锌层、锌着色的有机树脂和无机树脂等。尽管保护材料来自金属锌，但每种工艺都有其独特的特点。这些工艺通常都是互补的，而不是相互排斥的，因此每一种工艺都是适用于特定的需要。
今天我们主要介绍锌着色保护涂料方面的内容，而有关其它形式的锌涂层方面的内容，您可以从我的个人