什么是生锈以及如何防止生锈？完整指南

什么是锈？

铁锈是一种氧化铁，通常是由铁和氧在水或空气水分的催化存在下反应形成的红棕色氧化物。锈蚀由水合铁（III）氧化物（Fe2O3·nH2O）和铁（III）氧化物-氢氧化物（FeO(OH), Fe(OH)3）组成，通常与精炼铁的腐蚀有关。

如果有足够的时间，任何铁质，在水和氧气的存在下，最终都可能完全转化为铁锈。与铜表面形成铜锈不同，表面生锈通常呈片状且易碎，并且不会对下面的铁提供钝化保护。

生锈是元素铁及其合金（如钢）腐蚀的常用术语。许多其他金属也经历类似的腐蚀，但产生的氧化物通常不称为“锈”

什么是生锈？：仔细观察

生锈是一种氧化反应。铁与水和氧气反应生成水合氧化铁（III），我们将其视为铁锈。

这是反应的方程式： 铁 + 水 + 氧 → 水合氧化铁 (III)

钢铁与水和氧气接触时会生锈，两者都是生锈所必需的。在下面的实验中，在没有空气（含氧）或水的情况下，钉子不会生锈：

将水煮沸会去除氧气，油层会阻止氧气重新进入。无水氯化钙可去除空气中的水蒸气。

溶于水的盐不会导致生锈，但会加速生锈——酸雨也是如此。

铝不会生锈或腐蚀，因为它的表面有一层氧化铝保护层。这可以防止下面的金属与空气（含氧）接触。不像铁锈会剥落钢铁物体表面，氧化铝层不会剥落。

什么是铁生锈？

铁生锈是指在铁物体或结构的表面上形成铁锈，一种铁氧化物的混合物。这种锈蚀是由氧气和铁在含水环境中（例如含水量高的空气）发生氧化还原反应形成的。

铁生锈的特点是形成一层红色的片状物质，很容易碎成粉末。

这种现象是金属腐蚀的一个很好的例子，金属表面降解成化学稳定性更高的氧化物。但是，“生锈”一词通常用于指代由铁或铁合金制成的物体的腐蚀。

铁生锈的化学原理是什么？

铁（或铁合金）在存在水分的情况下与氧气接触会导致生锈。这种反应不是瞬时的，它通常在相当长的时间范围内进行。氧原子与铁原子结合，形成氧化铁。这会削弱物体/结构中铁原子之间的键。

铁生锈的反应涉及铁的氧化态增加，伴随着电子的损失。锈主要由两种不同的铁氧化物组成，它们的铁原子的氧化态不同。这些氧化物是：

氧化铁 (II) 或氧化亚铁。该化合物中铁的氧化态为+2，化学式为FeO。

氧化铁 (III) 或氧化铁，其中铁原子的氧化态为 +3。该化合物的化学式为Fe2O3。

氧气是一种非常好的氧化剂，而铁是一种还原剂。因此，铁原子在暴露于氧气时很容易放弃电子。化学反应式为：

• Fe → Fe2+ + 2e–

当有水存在时，氧原子进一步提高了铁的氧化态。

• 4Fe2+ + O2 → 4Fe3+ + 2O2-

现在，铁离子与水分子发生如下酸碱反应。

• Fe2+ + 2H2O ⇌ Fe(OH)2 + 2H+
• Fe3+ + 3H2O ⇌ Fe(OH)3 + 3H+

铁的氢氧化物也是由铁阳离子与氢氧根离子直接反应生成的。

• O2 + H2O + 4e– → 4OH–
• Fe2+ + 2OH– → Fe(OH)2
• Fe3+ + 3OH– → Fe(OH)3

生成的铁氢氧化物现在进行脱水，生成构成铁锈的氧化铁。这个过程涉及许多化学反应，下面列出了其中的一些。

• Fe(OH)2 ⇌ FeO + H2O
• 4Fe(OH)2 + O2 + xH2O → 2Fe2O3.(x+4)H2O
• Fe(OH)3 ⇌ FeO(OH) + H2O
• FeO(OH) ⇌ Fe2O3 + H2O

上面列出的所有化学反应之间的一个相似之处是它们都依赖于水和氧气的存在。因此，可以通过限制金属周围的氧气和水的量来控制铁的生锈。

为什么生锈是一种不良现象？

生锈会导致铁变得片状和脆弱，降低其强度、外观和渗透性。生锈的铁不具备铁的理想特性。铁的生锈会导致汽车、栏杆、烤架和许多其他铁结构的损坏。

1967 年银桥和 1983 年米阿努斯河大桥的倒塌是由于桥梁钢/铁部件的腐蚀。许多由钢筋混凝土构成的建筑物也会因生锈而长期遭受结构破坏。

生锈的铁可能是导致破伤风的细菌的滋生地。这些刺穿皮肤的物体割伤可能很危险。

由于在潮湿条件下会加速生锈，因此水管和水箱的内部很容易受到影响。这会导致管道输送含有不安全数量的氧化铁的棕色或黑色水。

影响铁生锈的因素

许多因素会加速铁的生锈，例如环境中的水分含量和周围区域的pH值。下面列出了其中一些因素。

• 水分： 铁的腐蚀仅限于环境中水的可用性。暴露在雨中是最常见的生锈原因。
• 酸： 如果金属周围环境的 pH 值较低，则生锈过程会加快。当暴露在酸雨中时，铁的生锈速度会加快。较高的 pH 值会抑制铁的腐蚀。
• 盐： 由于存在各种盐类，铁在海中的生锈速度往往更快。盐水中含有许多离子，可通过电化学反应加速生锈过程。
• 杂质： 与含铁的金属混合物相比，纯铁生锈的速度更慢。

铁质物体的大小也会影响生锈过程的速度。例如，由于冶炼过程，大型铁制品可能存在小的缺陷。这些缺陷是从环境中攻击金属的平台。

如何防止生锈：任何情况下的 9 种方法

Rust 很快就会成为一个大问题。它会破坏重要机器的功能和稳定性，并可能使您的企业损失数千美元。知道如何有效地防止生锈可以为您节省资金并防止出现严重问题。

与许多事情一样，预先采取一些小的预防措施可以在以后为您节省大量金钱、时间和挫败感。我们收集了防止生锈的最佳方法，因此您可以找到最适合您的设备或零件的策略。

如何在任何情况下防止生锈 ：

简而言之，防止生锈的最佳方法是防止水分到达金属，或者使用腐蚀较慢的材料。以下是防止生锈的最佳方法。我们将在后面的帖子中更详细地讨论如何使用每种策略来防止生锈。

1. 使用合金： 使用合金，如不锈钢，是防止生锈或减慢生锈的最常见方法之一。不锈钢并非适用于所有应用，也不经济适用，但它适用于许多应用。
2. 涂油： 油涂层将有助于防止生锈或减缓生锈，因为它可以抑制水分到达金属中的铁。但是，油性表面可能会给某些工具或机器带来问题，并带来环境和人类健康问题。
3. 应用干涂层： 特殊防锈产品干燥后无残留，可在金属部件和设备上形成保护屏障。这些对于正在使用、运输、存储等方面的产品非常有效。
4. 给金属上色： 优质油漆可防止水分进入金属，从而减缓生锈速度。
5. 妥善存放： 将金属零件或产品存放在低湿度区域，或温度和湿度可控的环境中，以显着减缓生锈速度。在此存储中使用干燥剂干燥剂也很有帮助。
6. 镀锌： 镀锌在锌中涂上铁或钢以防止生锈。锌的腐蚀速度比铁或钢慢得多，因此它对于减缓生锈非常有效。
7. 发蓝： 这个过程在金属上形成一层磁铁矿以防止生锈。金属必须定期上油以保持防锈性，在此过程中它会变成蓝色或黑色。
8. 粉末涂料： 一层丙烯酸、乙烯树脂、环氧树脂或其他物质可以防止水分进入金属，从而防止生锈。
9. VCI 包装： 蒸气腐蚀抑制剂 (VCI) 是一种化合物，当注入各种包装材料时，它通过向封闭的空气空间释放除锈蒸气来保护金属，从而防止金属表面腐蚀。

9 种防止生锈的方法

1.使用合金

虽然所有金属都会腐蚀，但它们各自的腐蚀速度不同。这就是为什么由两种或多种不同金属制成的合金具有防锈能力的原因。从技术上讲，所有类型的钢都已经是合金，因为它们是由铁和碳制成的。但是，添加其他金属，如铬、镍、锰等，会产生不同类型的钢合金。

其中一些，例如不锈钢，可以完全防止生锈。虽然它们当然不是完全耐腐蚀的，但它们生锈的速度要慢得多。其他合金，例如 COR-TEN 钢，会生锈，但在适当的条件下会停止生锈。

改变钢的成分也会改变其韧性、导电性、外观和许多其他性能。重要的是要考虑如何防止生锈，还要确保钢合金适合应用。此外，还要考虑所使用的焊接技术和周围环境，因为这些都会影响腐蚀速度。

2。涂油

大多数枪支拥有者都知道保持枪支润滑良好的重要性，即使在武器不使用时也是如此。油不仅可以润滑金属部件并让它们以较小的摩擦力移动，而且油还可以形成防锈保护屏障。这里的原理很简单；涂上一层油，水分不能与金属中的铁发生反应而生锈。

虽然涂油是一种简单有效的防止生锈的方法，但它肯定不是完美的。油还使抓握物体变得困难，并且可能导致零件滑动或不平衡。使用它也可能很脏且令人不快。最后还要反复上油，费时费力。

3.应用干涂层

有些产品是专门为防止生锈而制造的。这些产品的工作原理与油相同——形成防锈保护屏障——但它们不会留下残留物。对于需要保持清洁或提供牢固抓握的金属零件或组件，防锈干涂层是理想的选择。

干涂层防锈产品，例如 ARMOR 的干涂层防锈剂，可以通过喷涂、浸涂或清洗的方式进行应用。一旦它们干燥，保护屏障就到位了。金属的外观或感觉不会有任何不同，因此其应用保持不变。干涂层也可以与其他防锈方法结合使用。例如，您可以在涂漆或粉末涂层物体上使用干涂层来提高保护水平。

4.给金属上色

油漆还将在金属物体上形成一层保护层，防止水分到达它们。当然，没有任何屏障可以完全阻止水分通过，但绘画可以是减缓生锈的一种简单易行的方法。如果您已经想为对象涂上不同的颜色或获得不同的饰面，这是一个理想的解决方案。

使用正确的油漆防止生锈很重要。油漆必须能够粘附在金属上，因此请注意您使用的油漆类型以及已经放置在金属上的任何饰面。如果您希望这件作品看到过多的水分或污染物，您还需要油性涂料，而不是水溶性涂料。最后，小心焊接接头或螺栓。如果油漆层有任何薄弱点或任何未填充的缝隙，这些区域就会开始生锈。

5.妥善存放

防止生锈的最好方法也可能是最明显的——让物体远离潮湿。水与铁发生反应会生锈，因此没有水分的环境不会生锈。但是，请记住，即使是普通空气也包含一些湿气形式的水分。为了完全防止生锈，您需要气密和防水密封。当然，这会使对象难以使用，因此在存储或运输过程中防止生锈更有意义。

6.镀锌

镀锌在铁或钢上涂上一层锌保护层。由于锌的腐蚀速度比铁慢约 30 倍，因此镀锌是一种廉价而有效的防锈方法。

像所有防止生锈的方法一样，镀锌也有局限性。锌涂层无法承受酸雨或盐等恶劣环境的影响。镀锌也改变了金属的外观，额外的一层可以覆盖部件的一部分，例如螺丝上的螺纹。

查看我们的详细文章：什么是镀锌？

7.发蓝

蓝钢的过程实际上会产生一个类似于锈的新层，但破坏性要小得多。发蓝会形成一层磁铁矿，也称为黑色氧化铁，并使金属呈现黑色或同名的蓝色外观。

发蓝通常是通过施加高温和盐溶液来完成的。该过程通常用于经济地保护枪支免受生锈。当钢材也经常上油时，上蓝效果最好。

8.粉末涂料

粉末涂料通常用于在装配线上快速“涂漆”物体。首先，静电将由丙烯酸、聚酯、环氧树脂、聚氨酯或其他材料制成的粉末状物质与金属物体结合。然后，粉末在熔炉中熔化成均匀的固体层。由于不涉及液体，因此粉末涂料是某些饰面或零件的理想选择。

粉末涂料与油漆一样，将金属部件覆盖在保护层中。该层将防止水分到达金属，从而防止生锈。粉末涂料要有效防止生锈，涂层必须完好无损。任何薄弱区域都会暴露金属并造成生锈。

9. VCI 包装

VCI 包装是一种易于使用、清洁和干燥的包装选项，可防止金属和金属部件生锈。蒸气腐蚀抑制剂 (VCI) 是一种用于保护黑色金属和有色金属免受生锈和腐蚀的化合物，这些化合物被注入到包装材料中，包括聚乙烯薄膜、纸张、发射器、刨花板、干燥剂和许多其他组件。

当金属部件与 VCI 包装产品一起妥善存放时，VCI 会激活并填充包装内的蒸汽空间。 VCI 离子在金属表面形成一层保护屏障，可置换水分并消除锈蚀。 VCI 包装可以安全地防止受保护金属的腐蚀，而无需使用杂乱的油脂、油、保护涂层或其他耗时的方法。

常见问题解答。

什么是锈？

铁锈是一种氧化铁，通常是由铁和氧在水或空气水分的催化存在下反应形成的红棕色氧化物。生锈是元素铁及其合金如钢腐蚀的常用术语。

什么是生锈？

生锈是腐蚀的一个具体例子，当铁或钢与氧气和水发生反应时会发生这种情况：铁 + 氧气 + 水 → 水合氧化铁 (III)。水合氧化铁（III）是生锈物体表面的橙棕色物质。

什么是铁锈？

铁生锈是指在铁物体或结构的表面上形成铁锈，一种铁氧化物的混合物。这种锈是由氧气和铁在含水环境中（例如含水量高的空气）中的氧化还原反应形成的。

什么是铁配方生锈？

铁锈的形成需要铁、水和氧气。虽然是一个复杂的过程，但化学方程式很简单，就是 4Fe + 3O2 + 6H2O → 4Fe (OH)3。

生锈是一种化学变化吗？

生锈是化学变化的一个例子。化学性质描述了物质经历特定化学变化的能力。铁的一个化学特性是它能够与氧气结合形成氧化铁，即铁锈的化学名称。

什么是科学中的生锈？

生锈是一种氧化反应。铁与水和氧气反应生成水合氧化铁 (III)，我们将其视为铁锈。

生锈的原因有哪些？

当酸性物质（包括水）与铁和/或钢等金属接触时，就会开始生锈。生锈是铁（Fe）颗粒暴露于氧气和湿气（例如湿气、蒸汽、浸泡）后腐蚀钢的结果。

什么是金属生锈？

当铁或含铁的金属合金（如钢）长时间暴露于氧气和水中时，就会发生锈蚀，通常称为氧化。铁在氧化过程中会生锈，但并不是所有的氧化都会生锈。

什么是生锈等级 7？

当铁物体在潮湿的空气（或水中）中放置相当长的时间时，它会被称为铁锈的红棕色片状物质覆盖。这被称为铁生锈。在铁的生锈过程中，铁金属在水（湿气）存在下与氧（空气）结合形成复合氧化铁。

锈的化学成分是什么？

铁锈是一种氧化铁，通常是由铁和氧在水或空气水分的催化存在下反应形成的红棕色氧化物。锈蚀由水合铁 (III) 氧化物 (Fe2O3·nH2O) 和铁 (III) 氧化物-氢氧化物 (FeO (OH), Fe(OH)3) 组成，通常与精炼铁的腐蚀有关。

如何除锈？

冲洗金属物品并摇干。用小苏打除尘（它会粘在潮湿的地方），确保覆盖所有生锈的地方。将物品放置一个小时左右，然后用钢丝绒或金属刷擦洗，去除金属上的锈迹。如果清洗平底锅，请使用百洁布。

生锈可以逆转吗？

不幸的是，生锈造成的损害无法逆转。一旦金属剥落，您只能阻止生锈或更换生锈。

如何防止生锈？

防止生锈的 9 种方法

• 使用合金。 许多室外结构，例如这座桥，都是用 COR-TEN 钢制成的，以减少生锈的影响。
• 涂油。
• 应用干涂层。
• 给金属上色。
• 妥善存放。
• 镀锌。
• 发蓝。
• 粉末涂料。

你如何氧化铁？

• 第 1 步：准备工作区。
• 第 2 步：必要时去除油漆。
• 第 3 步：用细砂纸打磨金属。
• 第 4 步：将白醋喷在金属上并等待几分钟。
• 第 5 步：涂抹过氧化氢、醋和盐的溶液。
• 第 6 步：用透明丙烯酸密封剂密封金属。

为什么铁锈是红色的？

当金属暴露在大量的水和氧气中时，铁会被污染物氧化，从而产生“红”锈。

如何识别生锈？

锈蚀通常表现为金属表面的红色、棕色或橙色剥落或点蚀。当氧气在称为氧化的过程中与铁持续接触时，就会形成铁锈。氧气是从水（液态水或水蒸气）中输送到金属中的。

锈又叫什么？

锈也被称为氧化铁和腐蚀。这种化合物有许多不同的铁和氧组合。

举一个日常生活中的例子，什么是生锈？

钢器具和铁的生锈。汽车的排气系统和车身生锈。在不同的金属雕像上生锈。铜器生锈。

腐烂是一种化学变化吗？

腐烂、燃烧、烹饪和生锈都是化学变化的进一步类型，因为它们产生的物质是全新的化合物。

失去光泽是一种化学变化吗？

有时它是金属硫化物。金属氧化物有时与水反应生成氢氧化物，与二氧化碳反应生成碳酸盐。这是一种化学变化。有多种方法可以防止金属失去光泽。

冻结是化学变化吗？

冷冻和沸腾被认​​为是化学反应的例子。这取决于他们对物质的概念。如果学生将冰视为与液态水不同的物质，他们很可能将冰的融化归类为化学变化。

锈是酸性还是碱性？

锈是铁的氧化物。它是碱性的，因为金属氧化物是碱性的。

什么叫 Fe3O4？

氧化铁 (fe3o4)

什么能杀死金属生锈？

白醋是最有效的除锈家居用品。但是，这种清洁技术需要将生锈的金属表面在醋中浸泡一夜，这样铁锈就很容易脱落。

什么喷雾可以除锈？

Rust-Oleum 也是最好的工具除锈剂。该品牌的除锈剂喷雾附着在铁、钢、铬和其他类型金属的表面，然后迅速溶解铁锈。

什么化学物质可以中和铁锈？

盐酸（也称为稀释形式的盐酸）以及磷酸和硫酸可用于使用强酸的除锈配方。这些是无机酸，具有很强的腐蚀性，尤其是浓缩形式。

你能把铁锈重新融化成金属吗？

要回收生锈的金属，您需要再次去除氧气。在钢铁的回收过程中，材料被切碎然后熔化以形成新的金属板。如果铁锈被简单地熔化，一旦金属冷却它就会重新形成。

你能把铁锈变回铁吗？

被腐蚀的物体被放置在真空中并用氢分子进行电轰击，氢分子与氧化亚铁或铁锈发生反应。几个小时后，大部分铁锈转化为硬铁——物体又恢复了原来的形状和大小。

什么油可以防锈？

这就是煮熟的亚麻籽油可以提供帮助的地方。干燥后会形成一层坚硬的保护膜，是防止手工具生锈和损坏的完美方法。

防止铁生锈的三种方法是什么？

• 可以通过对铁的表面进行涂漆、上油、润滑或清漆来防止铁生锈。
• 镀锌是另一种保护铁不生锈的方法，方法是在铁上涂上一层薄薄的锌。
• 通过在铁上涂上碳等非腐蚀性物质来防止铁的腐蚀。

什么液体可以防止生锈？

镀锌是一种防锈方法。铁或钢物体涂有一层薄薄的锌。镀锌可以阻止氧气和水到达下面的金属——但锌也可以作为一种牺牲金属。在镀锌过程中，在一块钢上涂上液态锌。