鐵銹的主要化學(xué)成分
鐵銹主要由三氧化二鐵水合物Fe2O3·nH2O和氫氧化鐵(FeO(OH) Fe(OH)3)組成。其他金屬亦會(huì)被氧化,但是通常不稱(chēng)為“銹”。在足夠的時(shí)間下,在氧氣和水充足的情況下,鐵會(huì)完全氧化成銹。銹是鐵與氧氣和水反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)的通用名稱(chēng)?!颁P”在化學(xué)中定義不明確,但是當(dāng)鐵暴露時(shí)會(huì)形成大量化學(xué)物質(zhì)。但是,我們通常指的是某些化學(xué)品會(huì)生銹的紅色,片狀外觀。
生銹的原因
表面生銹是片狀和 易碎的,它不會(huì)對(duì)下面的鐵提供保護(hù),不像銅表面上形成銅綠。生銹是鐵及其合金(例如鋼)腐蝕的常用術(shù)語(yǔ)。許多其他金屬經(jīng)歷類(lèi)似的腐蝕,但所得到的氧化物通常不稱(chēng)為銹。
存在其他形式的生銹,例如在缺氧環(huán)境中鐵和氯之間的反應(yīng)的結(jié)果。用于產(chǎn)生綠銹的水下混凝土柱的鋼筋就是一個(gè)例子。雖然生銹通常是鐵的一個(gè)負(fù)面因素,但一種特殊的生銹形式,即“穩(wěn)定生銹”,會(huì)使物體在頂部產(chǎn)生薄薄的銹層,如果保持在較低的相對(duì)濕度,則會(huì)使“穩(wěn)定”保護(hù)層下面的鐵,但不是其他氧化物,如鋁。
在常規(guī)環(huán)境條件下,腐蝕鐵或鋼會(huì)產(chǎn)生許多不同的化合物。這些化學(xué)物質(zhì)中的一些將是黑色,藍(lán)色,黃色,灰色或棕色,這取決于它們?cè)谏P時(shí)從環(huán)境中捕獲的分子。例如,含有硫的酸雨可以與鐵結(jié)合形成黃鐵礦分子,黃色礦物被稱(chēng)為“傻瓜黃金”。這些礦物質(zhì)根本不是我們認(rèn)為的生銹。我們通常所說(shuō)的是某種類(lèi)型的氧化鐵(III),其外觀為紅色或紅棕色。
因此,當(dāng)我們談到鐵銹時(shí),我們并不總是將它與我??們經(jīng)常使用的其他金屬中觀察到的化學(xué)變化聯(lián)系起來(lái)。我們不會(huì)說(shuō)銀或銅“生銹”。相反,據(jù)說(shuō)銅會(huì)形成銅銹,據(jù)說(shuō)銀會(huì)失去光澤。所有這些術(shù)語(yǔ)都描述了暴露的金屬腐蝕。
常見(jiàn)的金屬腐蝕類(lèi)型
金屬通過(guò)不同的過(guò)程在不同的環(huán)境中腐蝕。當(dāng)金屬對(duì)其表面的水分和空氣起反應(yīng)時(shí),會(huì)發(fā)生最簡(jiǎn)單的腐蝕。在鹽水環(huán)境中,鹽中氯的存在可以加速并緩和該過(guò)程。在酸雨中,硫化合物可能是負(fù)責(zé)任的。
鹽水環(huán)境也有助于稍微復(fù)雜的過(guò)程,稱(chēng)為電化學(xué)腐蝕。在電化學(xué)腐蝕中,具有不同電勢(shì)的兩種類(lèi)型的金屬在電解質(zhì)?。ɡ绾K┲须娊佑|或物理接觸。更多的被動(dòng)金屬,即陰極金屬,從有源或陽(yáng)極金屬中吸取電子。這種化學(xué)反應(yīng)是一種腐蝕形式,也是電化學(xué)電池的基礎(chǔ)。
陽(yáng)極金屬中新近帶電的分子通過(guò)與環(huán)境中的分子結(jié)合而穩(wěn)定自身,通常產(chǎn)生氧化物或其他礦物質(zhì)。在鋼中,這些氧化物是生銹的。
鋁是一種通常在腐蝕過(guò)程中被鈍化膜保護(hù)的金屬。但是,如果由于電偶腐蝕而用不銹鋼螺栓栓接,鋁會(huì)很快腐蝕失效。另一方面,鋼螺絲更耐銹!陽(yáng)極提供穩(wěn)定的電子流可防止陰極金屬的腐蝕。出于這個(gè)原因,有時(shí)“犧牲陽(yáng)極”附著在金屬上,這些金屬將暴露在海中,就像在船體上一樣,以電化學(xué)方式幫助保護(hù)船舶的膜。
點(diǎn)蝕是腐蝕的術(shù)語(yǔ),不會(huì)在金屬表面均勻發(fā)生。相反,金屬中出現(xiàn)小孔。這些更快腐蝕的區(qū)域通常是由于材料上的“密封”失效,無(wú)論是人造密封劑如油漆或粉末涂層,還是頂層腐蝕的鈍化膜密封劑。如果金屬中存在夾雜物,或者合金不均勻,則鈍化層可能會(huì)失效。金屬是由晶粒制成的晶體結(jié)構(gòu),并且這些晶粒結(jié)構(gòu)存在不同的相。如果化學(xué)物質(zhì)不規(guī)則或變形,則可能導(dǎo)致更容易腐蝕的斑點(diǎn),甚至在同一金屬的整個(gè)體內(nèi)產(chǎn)生電化腐蝕。
如何清除不銹鋼的銹蝕
有關(guān)清潔不銹鋼的建議通常表明您必須“小心刮擦鉻表面”,因此建議不要使用研磨劑和其他化學(xué)品。這不太正確:銹跡表明氧化鉻表面已經(jīng)受到傷害。在非工業(yè)環(huán)境中(在家中或在小型商業(yè)廚房中)清除不銹鋼銹的目的是首先完全清潔不銹鋼合金,去除所有鐵銹,還有所有鐵沉積物,鹽,油脂或酸,然后讓材料“自動(dòng)鈍化”,意味著與空氣反應(yīng)以重新形成密封。這樣做是遠(yuǎn)離各種形式的鋼鐵,是對(duì)結(jié)果感到滿意的一種方式。
清除不銹鋼銹跡:
- 可以使用溫和的磨料如小蘇打來(lái)擦洗表面,用布,海綿或軟毛刷清除銹跡。
- 隨著銹蝕和任何污染物被去除,鉻將立即自動(dòng)鈍化,形成自己的保護(hù)罩。
- 在接下來(lái)的幾天里,氧化鉻層會(huì)變得更厚,所以隔夜風(fēng)干有助于保護(hù)它!
- 經(jīng)過(guò)良好的沖洗后,不銹鋼可以風(fēng)干,或者可以使用定制的不銹鋼清潔劑進(jìn)行清潔和拋光。
在制造環(huán)境中,有時(shí)不銹鋼在硝酸的熱浴中進(jìn)行清潔,這會(huì)“強(qiáng)制”形成較厚的鈍化層。出于環(huán)境原因,許多制造商目前正在轉(zhuǎn)向使用檸檬酸進(jìn)行清潔,這在家中可能更常見(jiàn),然后允許不銹鋼“自動(dòng)鈍化”。