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閉評論

鐵銹的主要化學成分

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。其他金屬亦會被氧化,但是通常不稱為“銹”。在足夠的時間下,在氧氣和水充足的情況下,鐵會完全氧化成銹。銹是鐵與氧氣和水反應時產生的化學物質的通用名稱。“銹”在化學中定義不明確,但是當鐵暴露時會形成大量化學物質。但是,我們通常指的是某些化學品會生銹的紅色,片狀外觀。

生銹的原因

表面生銹是片狀和 易碎的,它不會對下面的鐵提供保護,不像銅表面上形成銅綠。生銹是鐵及其合金(例如鋼)腐蝕的常用術語。許多其他金屬經歷類似的腐蝕,但所得到的氧化物通常不稱為銹。

存在其他形式的生銹,例如在缺氧環境中鐵和氯之間的反應的結果。用于產生綠銹的水下混凝土柱的鋼筋就是一個例子。雖然生銹通常是鐵的一個負面因素,但一種特殊的生銹形式,即“穩定生銹”,會使物體在頂部產生薄薄的銹層,如果保持在較低的相對濕度,則會使“穩定”保護層下面的鐵,但不是其他氧化物,如鋁。

在常規環境條件下,腐蝕鐵或鋼會產生許多不同的化合物。這些化學物質中的一些將是黑色,藍色,黃色,灰色或棕色,這取決于它們在生銹時從環境中捕獲的分子。例如,含有硫的酸雨可以與鐵結合形成黃鐵礦分子,黃色礦物被稱為“傻瓜黃金”。這些礦物質根本不是我們認為的生銹。我們通常所說的是某種類型的氧化鐵(III),其外觀為紅色或紅棕色。

因此,當我們談到鐵銹時,我們并不總是將它與我??們經常使用的其他金屬中觀察到的化學變化聯系起來。我們不會說銀或銅“生銹”。相反,據說銅會形成銅銹,據說銀會失去光澤。所有這些術語都描述了暴露的金屬腐蝕。

常見的金屬腐蝕類型

金屬通過不同的過程在不同的環境中腐蝕。當金屬對其表面的水分和空氣起反應時,會發生最簡單的腐蝕。在鹽水環境中,鹽中氯的存在可以加速并緩和該過程。在酸雨中,硫化合物可能是負責任的。

鹽水環境也有助于稍微復雜的過程,稱為電化學腐蝕。在電化學腐蝕中,具有不同電勢的兩種類型的金屬在電解質浴(例如海水)中電接觸或物理接觸。更多的被動金屬,即陰極金屬,從有源或陽極金屬中吸取電子。這種化學反應是一種腐蝕形式,也是電化學電池的基礎。

陽極金屬中新近帶電的分子通過與環境中的分子結合而穩定自身,通常產生氧化物或其他礦物質。在鋼中,這些氧化物是生銹的。

鋁是一種通常在腐蝕過程中被鈍化膜保護的金屬。但是,如果由于電偶腐蝕而用不銹鋼螺栓栓接,鋁會很快腐蝕失效。另一方面,鋼螺絲更耐銹!陽極提供穩定的電子流可防止陰極金屬的腐蝕。出于這個原因,有時“犧牲陽極”附著在金屬上,這些金屬將暴露在海中,就像在船體上一樣,以電化學方式幫助保護船舶的膜。

點蝕腐蝕的術語,不會在金屬表面均勻發生。相反,金屬中出現小孔。這些更快腐蝕的區域通常是由于材料上的“密封”失效,無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,則鈍化層可能會失效。金屬是由晶粒制成的晶體結構,并且這些晶粒結構存在不同的相。如果化學物質不規則或變形,則可能導致更容易腐蝕的斑點,甚至在同一金屬的整個體內產生電化腐蝕。

在閃亮的新洗衣機滾筒上可以看到難看的銹斑

 

如何清除不銹鋼的銹蝕

有關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品。這不太正確:銹跡表明氧化鉻表面已經受到傷害。在非工業環境中(在家中或在小型商業廚房中)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“自動鈍化”,意味著與空氣反應以重新形成密封。這樣做是遠離各種形式的鋼鐵,是對結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,鉻將立即自動鈍化,形成自己的保護罩。
  3. 在接下來的幾天里,氧化鉻層會變得更厚,所以隔夜風干有助于保護它!
  4. 經過良好的沖洗后,不銹鋼可以風干,或者可以使用定制的不銹鋼清潔劑進行清潔和拋光。

在制造環境中,有時不銹鋼在硝酸的熱浴中進行清潔,這會“強制”形成較厚的鈍化層。出于環境原因,許多制造商目前正在轉向使用檸檬酸進行清潔,這在家中可能更常見,然后允許不銹鋼“自動鈍化”。

一塊干凈的鑄鐵鍋坐在毛巾上
必須對鑄鐵進行調味以防止生銹。使用油,優選亞麻籽。

如何去除鑄鐵和鋼鐵銹

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!

對于簡單,較小的表面,如生銹的鑄鐵平底鍋

  1. 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。
  2. 然后應該對鍋進行良好的清洗。
  3. 鍋應該經過加熱干燥,以便表面的所有孔都有液體驅動。
  4. 鑄鐵必須用油調味,在烘烤到表面時形成聚合物密封劑。
  5. 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。如果需要,可以添加附加層。
  6. 食品級亞麻籽油是調味油的理想選擇,提供堅硬,光澤的表面。

對于許多復雜形狀或尺寸的物體,擦洗是不實用的。在這種情況下,化學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型。可以使用常見的家庭成分,如醋,糖蜜或檸檬酸。糖蜜是一個令人驚訝的選擇,它確實需要比醋更長的時間 - 但它可以非常有效,因為它分解成草酸,這有助于去除銹。

還可以使用通常由強酸制成的商業除銹產品。浸泡在這些液體中然后去除和干燥可以有效地恢復舊的生銹寶藏

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鋼和鐵免受元素影響。

如何防止生銹

在空氣和水的存在下,鐵會生銹。這意味著,只要人類一直在鍛煉鐵,我們一直在研究最好的鐵制密封劑。有很多方法可以創建緊密的圖層。

  • 鈍化?

一種非常常見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,其作用類似于其他金屬飾面并密封金屬。這個過程與銅,鋅或鉻之間的唯一區別在于它不會在常規環境條件下發生。因此,如果物品上的頂層受到傷害,則必須重新整理整個物品。這通過一個過程用槍完成,或者在大多數機加工車間“變黑”,通過類似的過程但略有不同的化學物質被稱為“變藍”。在冷黑化過程中,氧化鐵(II)可以涂在表面上,提供稍微不太持久的保護。

  • 上油或打蠟

一些工作鐵或鋼將大部分保留原料,使用,護理或環境將使它們保持光亮。傳統上,劍等刀具和刀具之類的武器可能會被“保留”,但會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密封劑。對于長期儲存,可以使用蠟和其他拋光劑來形成密封 - 但是仍然會隨著使用而磨損。?

暴露在常規油中的發動機部件可能會留下原料,因為發動機周圍的熱量和油使它們不易生銹,但外表面可能會被涂漆。汽車的排氣系統依賴于全熱發動機的較高溫度來防止腐蝕,因此驅動發動機缸體加熱足夠長的時間是防止消聲器生銹的一種方法。(在高性能賽車引擎中,內部也可能被涂漆,但這主要是為了幫助油的循環。

油漆是我們密封鋼鐵防腐蝕的眾多方法之一。

應用密封劑 -許多鋼鐵產品通過涂覆在另一種物質的硬質層中來保護。這些包括:

  • 聚合油:亞麻籽油(由亞麻制成,但不符合食品級標準)是鍛鐵產品的原始成品之一。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。
  • 熱浸鍍鋅:在此過程中,鋅在熔融浴中施加到鋼或鐵上。鋅電鍍具有多種保護特性。首先,它會產生銅綠,可以密封下面的鋅和鐵或鋼。其次,它比應用的金屬更“活躍”。在鍍鋅鋼材的整個使用壽命期間,鋅作為“犧牲陽極”。當它降解時,它可以保護和減緩下面鋼材的腐蝕,即使鋼材暴露也是如此。
  • 電鍍:鋅不是通過浸浴施加到鋼上,而是通過鋼材上的電荷運行,并用帶電的鋅顆粒噴涂物體。這導致在金屬表面上均勻且不間斷的電結合。
  • 粉末涂層:施加粉末涂層的過程類似于施加鋅,因為物體和密封劑都是帶靜電的,這意味著分子鍵甚至沒有最小的中斷會讓水分通過。然后將樹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,并且需要最少的保養。
  • 油漆:室內和室外,甚至在高性能發動機的核心,油漆是一種流行的多用途密封膠。作為一種廉價的密封劑,它在保護鋼鐵和元素方面仍然做得很好。當它破裂并磨損時,它很容易打磨并重新涂抹。涂料的缺點是它自身在天氣中會出現裂縫和剝落的趨勢:即使密封膠層中的小孔也可以開始下面的生銹過程。然而,這些缺點有時可以通過使用常規維護例程的一部分或部分來管理。