铜材工件（铜合金）表面为什么总是很容易就变色发黑，甚至还出现铜绿等严重腐蚀现象？

这个问题是做铜材加工处理行业十分头痛的事情，铜件加工出来后稍不注意就氧化变色，甚至长毛（铜绿）。同时也很不理解，因为初、高中的时候学习过铜是耐腐蚀性的金属活性顺序排在"H"的后面。对于这些问题，下面我们来稍微科普学习一下这些问题的原因，原理。

首先，从铜的原子结构方面来认识一下铜：

铜是一种过渡元素，化学符号Cu，英文copper，原子序数29。

铜原子结构示意图：

铜原子的电子层：K-L-M-N；其电子层分布：2-8-18-1；电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1

众所周知，最外层电子数是决定元素化学性质的重要依据！

按照初、高中的知识来讲，主族元素最外层电子数为8时，原子最稳定，几乎不与其他元素反应（如：稀有气体）；最外层电子数少于(或等于)3个，如碱金属、碱土金属元素，容易失去最外层电子，达到最外层8个电子的稳定结构，使得它有很强金属性与还原性。最外层电子数多于(或等于)5个，如卤族、氧族元素，容易得到电子达到最外层8个电子的稳定结构，使得它有很强非金属性与氧化性。这样看的话铜极易失去一个电子而达到稳态。

按照大学知识来讲：电子的排布情况，即「电子构型」，是元素性质的决定性因素。为了达到全充满、半充满、全空的稳定状态，不同的原子选择不同的方式。具有同样价电子构型的原子，理论上得或失电子的趋势是相同的，这就是同一族元素性质相近的原因；同一族元素中，由于周期越高，价电子的能量就越高，就越容易失去。这样来看的话，铜较为稳定，一定条件下容易失去最外层的一个电子，达到更稳定状态。

综上所述，铜是比较容易失去一个电子被氧化的。也就导致了铜件容易在没有保护措施的条件下容易氧化变色发黑了。

铜的化学性质与反应：1、与氧气的反应：铜是不太活泼的重金属，在常温下不与干燥空气中的氧气化合，加热时能产生黑色的氧化铜

如果继续在很高温度下燃烧，就生成红色的Cu2O：

铜高温下与氧气反应

与空气的反应（与O2、H2O、CO2反应）：在潮湿的空气中放久后，铜表面会慢慢生成一层铜绿（碱式碳酸铜），铜绿可防止金属进一步腐蚀，其组成是可变的。

在潮湿空气中铜被氧化

在潮湿空气中铜氧化变色

以上的化学反应，均是铜件在实际生产加工过程中，氧化变色的基本原理。铜件在潮湿等腐蚀性条件下非常容易发生氧化变色，因此需要进行保护处理。

如何防止铜材氧化变色——铜材防腐、铜材钝化、抗氧化处理

铜材防护类型：物理防护、化学钝化、化学镀层防护等。物理防护主要有喷涂防锈油漆、封蜡等等；化学钝化防护主要有传统铬酸盐钝化（六价铬有强致癌性已经禁用）、有机缓蚀剂钝化（代表产品有美贝仕MS0423，不含任何有毒重金属）；化学镀层防护主要有镀锡、镀镍、镀铬、镀锌等等。这些防护措施主要目的是让腐蚀介质与铜件基体隔开防止其进一步发生腐蚀。

铜件防腐蚀处理对比图

目前，铜材加工厂，对铜件表面保护处理的主要处理工艺为：机加工处理→除油处理→除氧化层→铜材保护处理→烘干包装（其中的工艺步骤根据不同产品状况略有增加或减少，铜保护步骤必不可少）

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