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不鏽鋼不生鏽的秘密

2020-03-05 11:07:48

不鏽鋼不生鏽的“奧秘” 猶他大學冶金工程師Michael L. Free對於不鏽鋼不生鏽的“奧秘”,提供了這樣的解釋:不鏽鋼維持不鏽,或不會生鏽的原因在於不鏽鋼的合金元素和環境之間發生的化和反應。不鏽鋼含有鐵、鉻、錳、矽、碳,在許多情況下,還含有大量的鎳和鉬。這些元素與來自水和空氣中的氧氣反應,形成一種非常薄和穩定的薄膜,這個薄膜由像金屬氯化物和氫氧化物這類腐蝕產物組成。鋁在與氧氣反應生成這種腐蝕產物薄膜中,起著主導作用。實際上,所有的不鏽鋼按照定義鋁含量占10%。

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  這種穩定薄膜作為屏障的存在,限製了氧氣和水進行下麵的金屬表麵,避免了進一步的腐蝕。因為,這種薄膜的形成是如此容易和緊固的,所以,即使僅僅隻有少量的原子膜層,卻把腐蝕度降到了非常低的水平。而這種薄膜比光波長還薄得多的事實,使得它隻有借助現代工具,才能肉眼可見。因此,盡管,鋼在原子水平上是易腐蝕的,但是,不鏽鋼卻表現出不鏽特性。而一般的便宜的鋼,卻相反的與來自水中的氧氣反應,形成一種相對不穩定的氧化鐵/氫氧化物薄膜,這類薄膜隨著時間的推進繼續生長,並且繼續暴露在水和空氣中。就這樣,這類又稱為鏽的薄膜,在暴露在水和空氣中後,會迅速達到足夠厚的地步,使得它極易被肉眼看到。

  總而言之,不鏽鋼不生鏽是因為,它在接觸空氣和水時,能夠與其中的氧氣充分反應,形成一種鈍化腐蝕產物薄層,避免自己遭受進一步的腐蝕攻擊。(其它像鈦和鋁這類金屬,也依靠這種鈍化膜,形成它們的耐腐蝕性能。)不鏽鋼由於其持久性和審美效果,被廣泛用在各種產品中,這些產品涵蓋餐具到銀行保管庫到廚房水槽。


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