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谈一谈钢铁为什么会生锈(腐蚀)?
对钢铁而言,腐蚀通俗的说法就是“生锈”。可是为什么生锈?还是需要进一步解释的。对钢铁腐蚀原因的第一个理解,可从能量、能位(能势)角度去解释。自然界的物质,都具有从高能位变换到低能位的自然趋势(就像是水从高处向低处流一样),这是大自然的规律。腐蚀可以理解为物质在环境中,通过物理化学、电化学作用,由高能位变换到低能位、由不稳定态(介稳定态)转化到稳定态的过程。
第二方面就是从氧化——还原来解释和理解腐蚀过程。既腐蚀是一个氧化过程:铁转变为氧化铁(生锈),塑料、橡胶等被氧化(老化),甚至有机体的腐化、人体的老化(如自由基的作用等),都与氧化过程有关。
为了形象理解和解释钢铁的腐蚀过程和腐蚀控制的意义,由铁矿石(自然界稳定态的氧化铁)经冶炼(提高能位、消耗能源),变成了钢铁(介稳定态)。钢铁可以作为结构材料承担力学和人们期望的使用性能。然而,在通常环境中,介稳定态的钢铁无时无刻不在向低能位、稳定态转化,最终回到它的矿石态(氧化铁、铁锈)。若不加防护或防护不当,钢铁的寿命是不长的,如果对其实施腐蚀控制(采取有效防护措施),则能延长它所处介稳定态的时间,使其能完成人们预想的使用寿命的要求。
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