鐵銹的主要成分是什么

2019-03-0216:13:50鐵銹的主要成分是什么已關(guān)閉評(píng)論

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。

在閃亮的新洗衣機(jī)滾筒上可以看到難看的銹斑

 

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:

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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!
  4. 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”。

一塊干凈的鑄鐵鍋?zhàn)诿砩? /><figcaption><span>必須對(duì)鑄鐵進(jìn)行調(diào)味以防止生銹。使用油,優(yōu)選亞麻籽。</span></figcaption></figure><h3><span>如何去除鑄鐵和鋼鐵銹</span></h3><p><span>與去除不銹鋼合金中的銹蝕不同,使用鋼絲絨或鋼絲刷可以幫助去除鑄鐵或鋼鐵上的銹跡!</span></p><p><span>對(duì)于簡(jiǎn)單,較小的表面,如</span><span>生銹的鑄鐵平底鍋</span><span>:</span></p><ol><li><span>清潔劑和少許肘部油脂可以去除氧化鐵層。鹽是一種常用的磨料。</span></li><li><span>然后應(yīng)該對(duì)鍋進(jìn)行良好的清洗。</span></li><li><span>鍋應(yīng)該經(jīng)過(guò)加熱干燥,以便表面的所有孔都有液體驅(qū)動(dòng)。</span></li><li><span>鑄鐵必須用油調(diào)味,在烘烤到表面時(shí)形成聚合物密封劑。</span></li><li><span>這種油可以在薄層上涂在表面上,然后在375°下烘烤(倒置以防止匯集)1小時(shí)。如果需要,可以添加附加層。</span></li><li><span>食品級(jí)亞麻籽油是調(diào)味油的理想選擇,提供堅(jiān)硬,光澤的表面。</span></li></ol><p><span>對(duì)于許多復(fù)雜形狀或尺寸的物體,擦洗是不實(shí)用的。在這種情況下,化學(xué)除去方法可能是最好的方法。它們具有不同的功效,取決于所涉及的合金類(lèi)型??梢允褂贸R?jiàn)的家庭成分,如</span><span>醋,糖蜜或檸檬酸</span><span>。糖蜜是一個(gè)令人驚訝的選擇,它確實(shí)需要比醋更長(zhǎng)的時(shí)間 - 但它可以非常有效,因?yàn)樗纸獬刹菟幔@有助于去除銹。</span></p><p><span>還可以使用通常由強(qiáng)酸制成的商業(yè)除銹產(chǎn)品。浸泡在這些液體中然后去除和干燥可以有效地</span><span>恢復(fù)舊的生銹寶藏</span><span>。</span></p><p><span>但是,與鑄鐵平底鍋一樣,重要的是要考慮在清潔后如何保護(hù)鋼和鐵免受元素影響。</span></p><h3><span>如何防止生銹</span></h3><p><span>在空氣和水的存在下,鐵會(huì)生銹。這意味著,只要人類(lèi)一直在鍛煉鐵,我們一直在研究最好的鐵制密封劑。有很多方法可以創(chuàng)建緊密的圖層。</span></p><ul><li>鈍化<span>?</span></li></ul><p>一種非常常見(jiàn)的密封鐵或鋼的形式是將第一層腐蝕成氧化鐵(II)或黑色氧化物,其作用類(lèi)似于其他金屬飾面并密封金屬。這個(gè)過(guò)程與銅,鋅或鉻之間的唯一區(qū)別在于它不會(huì)在常規(guī)環(huán)境條件下發(fā)生。因此,如果物品上的頂層受到傷害,則必須重新整理整個(gè)物品。這通過(guò)一個(gè)過(guò)程用槍完成,或者在大多數(shù)機(jī)加工車(chē)間“變黑”,通過(guò)類(lèi)似的過(guò)程但略有不同的化學(xué)物質(zhì)被稱(chēng)為“變藍(lán)”。在冷黑化過(guò)程中,氧化鐵(II)可以涂在表面上,提供稍微不太持久的保護(hù)。</p><ul><li>上油或打蠟</li></ul><p>一些<span>工作鐵或鋼將大部分保留原料,使用,護(hù)理或環(huán)境將使它們保持光亮。傳統(tǒng)上,劍等刀具和刀具之類(lèi)的武器可能會(huì)被“保留”,但會(huì)被礦物油或食用油干燥和上油,這些油是需要定期重新涂抹的臨時(shí)密封劑。對(duì)于長(zhǎng)期儲(chǔ)存,可以使用蠟和其他拋光劑來(lái)形成密封 - 但是仍然會(huì)隨著使用而磨損。?</span></p><p><span>暴露在常規(guī)油中的發(fā)動(dòng)機(jī)部件可能會(huì)留下原料,因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)周?chē)臒崃亢陀褪顾鼈儾灰咨P,但外表面可能會(huì)被涂漆。汽車(chē)的排氣系統(tǒng)依賴(lài)于全熱發(fā)動(dòng)機(jī)的較高溫度來(lái)防止腐蝕,因此驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體加熱足夠長(zhǎng)的時(shí)間是防止消聲器生銹的一種方法。(在高性能賽車(chē)引擎中,內(nèi)部也可能被涂漆,但這主要是為了幫助油的循環(huán)。</span></p> <figure><figcaption><span>油漆是我們密封鋼鐵防腐蝕的眾多方法之一。</span></figcaption></figure><p>應(yīng)用密封劑 <i><span>-</span></i><span>許多鋼鐵產(chǎn)品通過(guò)涂覆在另一種物質(zhì)的硬質(zhì)層中來(lái)保護(hù)。這些包括:</span></p><ul><li><b><span>聚合油:</span></b><span>亞麻籽油(由亞麻制成,但不符合食品級(jí)標(biāo)準(zhǔn))是鍛鐵產(chǎn)品的原始成品之一。史密斯可以在油中淬火或用油涂抹物體然后將其炬化,提供傳統(tǒng)的黑褐色光澤,我們今天仍然在仿制鐵上仿效 - 通常使用清漆,油漆或清漆。</span></li><li><b><span>熱浸鍍鋅:</span></b><span>在此過(guò)程中,鋅在熔融浴中施加到鋼或鐵上。鋅電鍍具有多種保護(hù)特性。首先,它會(huì)產(chǎn)生銅綠,可以密封下面的鋅和鐵或鋼。其次,它比應(yīng)用的金屬更“活躍”。在鍍鋅鋼材的整個(gè)使用壽命期間,鋅作為“犧牲陽(yáng)極”。當(dāng)它降解時(shí),它可以保護(hù)和減緩下面鋼材的腐蝕,即使鋼材暴露也是如此。</span></li><li><b><span>電鍍:</span></b><span>鋅不是通過(guò)浸浴施加到鋼上,而是通過(guò)鋼材上的電荷運(yùn)行,并用帶電的鋅顆粒噴涂物體。這導(dǎo)致在金屬表面上均勻且不間斷的電結(jié)合。</span></li><li><b><span>粉末涂層:</span></b><span>施加</span><span>粉末涂層的</span><span>過(guò)程類(lèi)似于施加鋅,因?yàn)槲矬w和密封劑都是帶靜電的,這意味著分子鍵甚至沒(méi)有最小的中斷會(huì)讓水分通過(guò)。然后將樹(shù)脂粉末涂層在熱爐中烘烤到物體上。這種涂層可保持光澤多年,提供卓越的保護(hù),并且需要最少的保養(yǎng)。</span></li><li><b><span>油漆:</span></b><span>室內(nèi)和室外,甚至在高性能發(fā)動(dòng)機(jī)的核心,油漆是一種流行的多用途密封膠。作為一種廉價(jià)的密封劑,它在保護(hù)鋼鐵和元素方面仍然做得很好。當(dāng)它破裂并磨損時(shí),它很容易打磨并重新涂抹。涂料的缺點(diǎn)是它自身在天氣中會(huì)出現(xiàn)裂縫和剝落的趨勢(shì):即使密封膠層中的小孔也可以開(kāi)始下面的生銹過(guò)程。然而,這些缺點(diǎn)有時(shí)可以通過(guò)使用常規(guī)維護(hù)例程的一部分或部分來(lái)管理。</span></li></ul></div><div   id=