发布日期:2016-08-08    浏览次数:256
金属为什么会生锈?

金属为什么会生锈?这是因为大多数金属的化学性质较活泼,容易与氧气等其他物质(氧化剂)发生反应变成金属离子而被损耗,此过程称为生锈。例如铁产生红锈(Fe2O3·xH2O),铜产生绿锈(Cu2(OH)2CO3)、铝产生白锈(Al2O3)。

 

铁锈

 

铜锈

 

铝锈

 

最常见的生锈现象是钢铁的腐蚀。根据其腐蚀原理的不同,可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。所谓化学腐蚀是钢铁与接触到的物质(例如O2、Cl2、SO2等)直接发生化学反应而引起的腐蚀。例如,钢管被原油中的含硫化合物腐蚀。一般情况下,温度越高,化学腐蚀越明显。所谓电化学腐蚀,是处在潮湿环境中的钢铁表面吸附了一层水溶液(其中溶解有CO2、NaCl等某些盐),它与钢铁中的铁和碳构成了无数个微小的原电池(一种加速反应、产生电流的装置),促使铁更容易失去电子被腐蚀,而氧气获得电子变成水。生成的铁锈是一种棕红色的物质,疏松且呈海绵状,若不及时除去,将吸收更多水分从而使钢铁的腐蚀更快。电化学腐蚀是目前造成钢铁腐蚀的最主要原因。

 

 

 

 

 

 

如何防止铁的生锈呢?据上述分析得知,水分和氧气是钢铁腐蚀的重要条件。因此,在钢铁表面覆盖保护层隔绝水分和氧气便可防止钢铁生锈。具体的方法有:1、在钢铁表面包塑料(图4)、刷油漆(图5)或者涂机油(图6);2、在钢铁的表面镀铬(图7)或者向其中添加铬、镍等耐腐蚀金属制成不锈钢(图8),这是因为铬能够在空气中与氧气反应使其表面生成一层致密的氧化膜从而保护内层金属不被腐蚀。此外,也可在钢铁制品上连接Zn、Mg等更活泼的金属保护钢铁不被腐蚀,例如轮船船身上装上一定数量的锌块,地下钢铁管道连接镁块应用的就是这种保护方法。

了解金属的腐蚀原理以及一些有效的防腐蚀方法后,我们可以更加合理地选用材料、有效地采取防腐蚀措施来减缓金属材料的腐蚀速度,这对于延长设备寿命、降低成本、提高劳动生产率都具有十分重要的意义。