铁锈是一种氧化铁，通常是铁和氧在水或空气湿气存在下发生氧化还原反应形成的红色氧化物。 几种形式的锈在视觉和光谱学上都可以区分，并且在不同的情况下形成。
在本文中，我将介绍生锈的基础知识，包括其成因和预防措施。
在这篇文章中，我们将介绍：
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生锈是一个常用于描述铁或钢氧化的术语。 从技术上讲，铁锈是一种氧化铁，特别是当铁在空气中与氧气和水反应时形成的水合氧化铁 (III)。 这种反应被称为生锈，当金属长时间暴露在空气和湿气中时会发生，导致形成红棕色的片状涂层。
生锈是如何发生的？
当铁或钢与氧气和水接触时，会发生导致氧化铁形成的反应。 该反应在水或空气湿气的存在下被催化，导致金属腐蚀并形成水合氧化铁 (III) 和氧化铁 (III)-氢氧化物。 随着时间的推移，由此产生的片状涂层会扩散并导致未受保护的钢材出现点蚀或空腔，从而降低其强度。
生锈可以预防吗？
虽然多年来生锈是不可避免的，但可以通过多种方法轻松预防或处理，包括：
- 在金属表面涂上一层保护涂层，以减少暴露在空气和湿气中。
- 定期清洁和干燥金属表面，以减少沉积物和湿气的存在。
- 避免密闭空间、缝隙和缝隙，因为在这些地方水分会积聚并导致生锈迅速扩散。
- 在生锈是常见问题的区域使用不锈钢或其他防锈金属。
生锈有什么影响？
生锈会对金属表面产生多种影响，包括：
- 降低金属的强度和耐用性。
- 造成狭窄或深坑，这些坑会迅速蔓延并造成进一步的破坏。
- 使金属表面更宽和更多孔，这会导致生锈增加。
- 形成缝隙或缝隙，可能会滞留水分并导致生锈迅速扩散。
- 有助于在未受保护的钢中形成点蚀或空腔。
化学反应：生锈背后的科学
生锈是一种化学过程，当铁暴露在空气和湿气中时就会发生。 生锈过程是一系列复杂的化学反应的结果，这些反应涉及铁、氧和水分子的结合。 生锈时发生的主要化学反应是铁的氧化，生成氧化铁。
氧气和水分的作用
氧气和水分是导致生锈发生的关键因素。 当铁暴露在空气中时，它会与氧气结合形成氧化铁。 生锈也需要水，因为它携带发生化学反应所必需的氧气和其他化合物。
生锈的化学反应
生锈的化学反应为：4Fe + 3O2 → 2Fe2O3。 这意味着四个铁原子与三个氧分子结合产生两个氧化铁分子。 当铁被氧气氧化成铁 (II) 离子时，生锈过程就开始了。 然后，铁 (II) 离子与水分子结合形成氢氧化铁。 然后这种化合物进一步氧化形成氧化铁，它表现为我们通常与锈联系在一起的红棕色鳞片。
生锈对金属的影响
生锈会对金属产生许多负面影响，包括剥落、腐蚀和结构弱化。 当铁暴露在空气和湿气中时会生锈，生成的氧化铁是一种脆弱而易碎的材料，很容易剥落。 这会导致金属变弱并最终失效。 对于桥梁或其他结构，生锈可能是一个严重的安全问题。
防止生锈
防止生锈需要去除水分和氧气。 这可以通过保持金属干燥并涂上保护层（例如油漆或油）来实现。 另一种防止生锈的方法是使用不易生锈的金属，例如不锈钢或纯铁。
了解生锈的重要性
了解生锈过程中发生的化学反应对于预防和处理生锈至关重要。 生锈是一个复杂的过程，涉及多种化合物和电化学反应的结合。 通过了解与生锈有关的关键元素和反应，我们可以更好地预防和处理日常生活中的生锈。
为什么生锈是一种安全隐患以及如何预防
生锈不仅仅是一个外观问题，它还会对建筑和工具造成严重的安全隐患。 原因如下：
- 生锈会削弱金属部件的结构完整性，危及普通用户和路人。
- 零件生锈的工具可能会损坏或发生故障，导致严重伤害甚至死亡。
- 生锈会污染和毁坏产品，给制造商和消费者带来经济损失。
生锈的健康风险
生锈不仅是一种物理危害，由于以下原因，它还会带来健康风险：
- 铁锈会滋生细菌，包括破伤风，如果它通过生锈的钉子等刺伤进入人体，会导致严重感染。
- 生锈的地方，如室外或潮湿环境，对有呼吸系统疾病的人来说可能是危险的，因为生锈是一种氧化物物质，吸入后可能有害。
防锈确保安全
为防止生锈，确保安全，可采取以下措施：
- 应建立定期检查制度，以识别和解决建筑和工具中的锈蚀问题。
- 立法应到位，以确保制造商有责任生产安全且不生锈的产品。
- 使用有助于防止生锈的产品，例如防锈剂和涂料，可以有效阻止生锈。
- 化学反应、空气和水分的结合是生锈的主要原因，因此保持金属部件干燥清洁有助于防止生锈。
小心！ 这些材料容易生锈
钢是铁和碳的混合物，这使其成为建筑和制造业的热门选择。 然而，钢也是最重要的生锈金属之一。 与其他金属相比，钢生锈相对较快，尤其是暴露在水和氧气中时。 Steelcast 和 ironwrought 是两种会生锈的不同类型的钢。
铸铁：防锈能力不强
铸铁是一种含有铁、碳和微量其他元素的合金。 它是在将铁水倒入铸件中时形成的，因此得名。 铸铁以其耐磨性和抗撕裂性而著称，但它的防锈能力却不强。 铸铁物体经常会生锈，尤其是暴露在水和氧气中时。
锻铁：生锈程度低于钢和铸铁
熟铁是一种纯铁，含有很少的碳。 它以防锈和耐腐蚀而著称，使其成为户外家具和装饰物的热门选择。 锻铁比钢和铸铁更不易生锈，但仍需要防水和防氧保护。
不锈钢：防锈盾牌
不锈钢是一种含有铁、铬和微量其他元素的合金。 这些元素的组合形成保护层，保护金属免受生锈和腐蚀。 不锈钢几乎不会生锈，因此成为厨房用具、医疗设备和户外家具的热门选择。
如何防止生锈
防止生锈需要对金属进行屏蔽或保护。 以下是一些防止生锈的提示：
- 定期擦干任何接触到水的金属。
- 用水和醋的混合物擦去任何锈迹。
- 在金属上涂上一层油漆以保护其免受水和氧气的影响。
请记住，只有铁和含铁的合金才会生锈。 因此，如果您想避免生锈，请选择不锈钢或锻铁等金属。
保持光泽的金属：不生锈材料指南
生锈是许多金属物体的祸根，会导致它们随着时间的推移腐蚀和降解。 但是您知道有些金属可以防锈和防腐蚀吗？ 在本节中，我们将探讨这些金属的特性，以及为什么它们在使用多年后仍能保持光亮如新。
不生锈的金属
以下是一些以防锈和防腐蚀而闻名的金属：
- 不锈钢：这种钢含有铬，铬与氧气发生反应，在金属表面形成保护层。 该层保护钢材免受进一步腐蚀并帮助其防锈。
- 铝：与不锈钢一样，铝暴露在空气中时会形成保护性氧化层。 该层薄且透明，因此不会影响金属的外观。 铝还重量轻且易于加工，使其成为许多应用的热门选择。
- 铜：铜是一种天然的抗腐蚀金属，常用于电线和管道。 当暴露在空气和水中时，铜会形成绿色铜锈，保护金属免受进一步腐蚀。
- 黄铜：黄铜是铜和锌的混合物，被归类为“黄色金属”。 黄铜耐腐蚀和失去光泽，常用于装饰物和乐器。
- 青铜：青铜是铜和其他元素（如锡、铝或镍）的混合物。 它以耐用和耐腐蚀而著称，常用于雕像、钟和其他暴露在自然环境中的物体。
- 黄金和铂金：这些贵金属具有很强的抗腐蚀和抗锈蚀能力，是制作珠宝和其他装饰物的理想选择。
金属如何防锈
那么，是什么让这些金属能够抵抗生锈和腐蚀呢？ 以下是一些起作用的因素：
- 保护层：正如我们之前提到的，不锈钢和铝等金属在暴露于空气和水中时会形成保护层。 这些层保护金属免受进一步腐蚀并帮助其防锈。
- 缺铁：当铁与氧气和水反应生成氧化铁时，就会生锈。 因此，含铁很少或不含铁的金属不太可能生锈。
- 化学反应性：一些金属的反应性比其他金属低，这意味着它们不太可能形成导致生锈和腐蚀的化合物。
- 元素组合：一些金属，如青铜，能够防锈，因为它们是不同元素的组合。 这种混合物产生的金属比其任何单独成分都更耐腐蚀。
创建防锈对象的方法
如果您想要制作防锈和防腐蚀的物品，可以考虑以下一些方法：
- 镀锌：此过程涉及在金属物体上涂上一层锌，以防止生锈和腐蚀。
- 风化：一些金属，如铜和青铜，在暴露于各种元素时会随着时间的推移形成保护性铜绿。 这种铜绿可作为防止进一步腐蚀的屏障。
- 不锈钢：正如我们前面提到的，不锈钢具有很强的防锈和防腐蚀能力。 将不锈钢用于暴露在水或湿气中的物体是确保它们保持不生锈的快速简便的方法。
- 定期维护：即使是防锈和防腐蚀的金属也需要一些维护才能保持最佳状态。 保持物品清洁和干燥，并将它们存放在远离潮湿的地方，有助于延长它们的使用寿命。
防止生锈的方法
防止生锈的最佳方法之一是妥善存放金属产品。 请记住以下提示：
- 将金属零件或产品存放在低湿度区域或温度和湿度受控的环境中，以减缓生锈。
- 在储存中使用干燥剂来降低水分含量。
- 定期擦拭金属表面以去除可能积聚的水分。
- 将金属件存放在干布中或用塑料包裹以保持干燥。
镀锌
镀锌是一种在铁或钢上镀锌以防止生锈的工艺。 锌具有很强的耐腐蚀性，当它与铁或钢结合时，会形成一层保护层，防止生锈。 镀锌是一种极好的防锈方法，特别是对于户外配件或对氧气和水反应性很强的黑色金属。
定期保养
保养金属产品对于防止生锈至关重要。 以下是一些降低生锈风险的方法：
- 一旦出现锈迹，请立即刮掉锈迹，以防止其扩散。
- 保持金属表面干燥，避免接触潮湿表面。
- 使用高质量的防锈涂层或保护性氧化层来提供卓越的防锈保护。
- 定期检查金属产品是否存在划痕、裂纹或其他可能含有水分并导致生锈的损坏迹象。
- 使用不锈钢或其他高抗性金属提供卓越的防锈保护。
- 轧制金属产品会产生更光滑的表面纹理，可以吸收和保持更少的水分，从而降低生锈的风险。
其他预防方法
以下是一些防止生锈的其他方法：
- 使用对氧气和水反应性较低的不同金属，例如铬或不锈钢。
- 将金属产品存放在干燥的环境中，以降低水分到达表面的风险。
- 使用可用的防锈产品，例如防锈剂或保护涂层，以提供额外的防锈保护层。
- 使金属产品远离可能导致冷凝形成并增加生锈风险的热或冷表面。
请记住，预防是生锈的关键。 通过采取必要的措施来保护您的金属产品，您可以确保它们在未来几年内保持不生锈并保持最佳状态。
处理生锈：转换和保护金属的最佳方式
在处理锈蚀方面，市场上有多种类型的转换器。 以下是最常见的：
- 酸基转化器：这些类型的转化器将铁锈化学转化为惰性氧化物。 它们以磷酸为主要成分，以反应速度快着称。 此外，它们还能降低铁锈的 pH 值，从而加速反应。 酸基转换器最适用于小锈斑，有气雾剂或喷雾剂两种形式。
- 单宁酸转化剂：这些转化剂含有单宁酸或铁酸，可将铁锈化学转化为稳定的红棕色层。 它们最适用于较大的锈斑，有夸脱或加仑规格可供选择。
- 基于有机聚合物的转换器：这些类型的转换器包含一种特殊类型的聚合物，可作为防锈剂。 它们直接在金属表面提供坚硬、干燥和坚固的保护层。 基于有机聚合物的转化器有气溶胶和喷雾两种形式。
用油漆改善防锈保护
虽然生锈转化器提供了保护层，但添加油漆可以进一步改善保护。 请记住以下几点：
- 使用专为金属表面设计的优质油漆。
- 在转换器完全干燥后涂漆。
- 如果重新粉刷旧表面，请确保在应用转换器和油漆之前剥掉所有松散的油漆并打磨表面。
结论
因此，生锈是铁与氧气和水接触时发生的化学反应。 这是一个很常见的问题，但您可以通过正确处理金属来防止它。 所以，不要忘记让您的金属保持干燥和清洁！ 你会没事的。 谢谢阅读！
我是 Joost Nusselder，Tools Doctor 的创始人、内容营销人员和父亲。 我喜欢尝试新设备，自 2016 年以来，我一直与我的团队一起创建深入的博客文章，以帮助忠实的读者提供工具和制作技巧。
