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[资源帖] 谈一谈钢铁为什么会生锈(腐蚀)?

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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。


 

发表于 2024-4-16 09:06:13

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钢铁生锈的原因主要是因为它经历了氧化反应。在钢铁表面与水和氧气接触时,铁原子会与氧气中的氧元素反应,形成氧化铁,即我们常说的“铁锈”。这个过程可以看作是铁从一个高能状态(金属铁)转变为一个能量更低、更稳定的状态(氧化铁)。

这个反应不仅仅是化学反应,还涉及到电化学过程。在钢铁表面,存在微小的电池效应,其中铁作为阳极被氧化(失去电子),而周围的环境(如水中的氧气)作为阴极接受这些电子,从而促进了铁的氧化过程。这种电化学的氧化反应导致钢铁表面形成铁锈。

环境中的湿度、温度以及其他因素如盐分等,都可以加速这一腐蚀过程。因此,钢铁在潮湿或含盐环境中尤其容易生锈。为了防止或减缓钢铁的生锈,通常会采用涂层保护、阴极保护等方法,以增加钢铁的耐腐蚀性和使用寿命。
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发表于 2024-4-16 09:20:23

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