銅材工件（銅合金）表面為什麼總是很容易就變色發黑，甚至還出現銅綠等嚴重腐蝕現象？

這個問題是做銅材加工處理行業十分頭痛的事情，銅件加工出來後稍不注意就氧化變色，甚至長毛（銅綠）。同時也很不理解，因為初、高中的時候學習過銅是耐腐蝕性的金屬活性順序排在"H"的後面。對於這些問題，下面我們來稍微科普學習一下這些問題的原因，原理。

首先，從銅的原子結構方面來認識一下銅：

銅是一種過渡元素，化學符號Cu，英文copper，原子序數29。

銅原子結構示意圖：

銅原子的電子層：K-L-M-N；其電子層分布：2-8-18-1；電子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1

眾所周知，最外層電子數是決定元素化學性質的重要依據！

按照初、高中的知識來講，主族元素最外層電子數為8時，原子最穩定，幾乎不與其他元素反應（如：稀有氣體）；最外層電子數少於(或等於)3個，如鹼金屬、鹼土金屬元素，容易失去最外層電子，達到最外層8個電子的穩定結構，使得它有很強金屬性與還原性。最外層電子數多於(或等於)5個，如鹵族、氧族元素，容易得到電子達到最外層8個電子的穩定結構，使得它有很強非金屬性與氧化性。這樣看的話銅極易失去一個電子而達到穩態。

按照大學知識來講：電子的排布情況，即「電子構型」，是元素性質的決定性因素。為了達到全充滿、半充滿、全空的穩定狀態，不同的原子選擇不同的方式。具有同樣價電子構型的原子，理論上得或失電子的趨勢是相同的，這就是同一族元素性質相近的原因；同一族元素中，由於周期越高，價電子的能量就越高，就越容易失去。這樣來看的話，銅較為穩定，一定條件下容易失去最外層的一個電子，達到更穩定狀態。

綜上所述，銅是比較容易失去一個電子被氧化的。也就導致了銅件容易在沒有保護措施的條件下容易氧化變色發黑了。

銅的化學性質與反應：1、與氧氣的反應：銅是不太活潑的重金屬，在常溫下不與乾燥空氣中的氧氣化合，加熱時能產生黑色的氧化銅

如果繼續在很高溫度下燃燒，就生成紅色的Cu2O：

銅高溫下與氧氣反應

與空氣的反應（與O2、H2O、CO2反應）：在潮濕的空氣中放久後，銅表面會慢慢生成一層銅綠（鹼式碳酸銅），銅綠可防止金屬進一步腐蝕，其組成是可變的。

在潮濕空氣中銅被氧化

在潮濕空氣中銅氧化變色

以上的化學反應，均是銅件在實際生產加工過程中，氧化變色的基本原理。銅件在潮濕等腐蝕性條件下非常容易發生氧化變色，因此需要進行保護處理。

如何防止銅材氧化變色——銅材防腐、銅材鈍化、抗氧化處理

銅材防護類型：物理防護、化學鈍化、化學鍍層防護等。物理防護主要有噴塗防鏽油漆、封蠟等等；化學鈍化防護主要有傳統鉻酸鹽鈍化（六價鉻有強致癌性已經禁用）、有機緩蝕劑鈍化（代表產品有美貝仕MS0423，不含任何有毒重金屬）；化學鍍層防護主要有鍍錫、鍍鎳、鍍鉻、鍍鋅等等。這些防護措施主要目的是讓腐蝕介質與銅件基體隔開防止其進一步發生腐蝕。

銅件防腐蝕處理對比圖

目前，銅材加工廠，對銅件表面保護處理的主要處理工藝為：機加工處理→除油處理→除氧化層→銅材保護處理→烘乾包裝（其中的工藝步驟根據不同產品狀況略有增加或減少，銅保護步驟必不可少）

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