平時生活過程當中,稍微細心的人們會看到鋼板或鋼管表面很容易長一層黃色的鐵銹,這是為什么呢?
在了解這之前,首先,我們弄清楚鍍鋅的目的。
鍍鋅的目的是為了防止金屬的腐蝕,因為鍍鋅大多數情況是在鋼鐵表面進行的,所以這里主要討論鋼鐵的腐蝕問題。鋼鐵中最主要的成分是鐵,其次是少量的碳。在大氣環境中,存在于空氣中的酸性氣體,如二氧化碳、二氧化硫氣體會溶解在水蒸氣中,形成酸碳或亞硫酸。在沿海地區,潮濕的空氣中還含有鹽分。
當這些弱酸落在鋼鐵表面時,就開始發生電化學反應:鋼鐵表面中的鐵元素電位較低,而含碳的Fe2C的電位較高。它們之間有了碳酸或亞硫酸這樣的電解質,這三者之間便形成了一個微電池體系:Fe2C為陰極(電位較高),Fe為陽極(電位較低)。在這個體系中,鐵元素在弱酸性電解質溶液中失去2個電子變成亞鐵離子。
亞鐵離子被空氣中的氧氣氧化成鐵銹。那么鐵原子丟掉的兩個電子又到哪里去了呢?原來,這2個電子通過電池導電過程跑到了Fe2C那里。在Fe2C表面,電解質中的氫離子得到了這2個電子,被還原成了氫氣。氫氣變成氣泡從Fe2C表面剝離出來,這整個過程就是鋼鐵表面被腐蝕的過程,人們也叫它電化學腐蝕。
這種腐蝕發生非常普遍,據統計,全世界每年有四分之一的鋼鐵損失在這種腐蝕當中。我們平時看到的鋼管、鋼板等表面長了一層黃色鐵銹,就是這種腐蝕造成的。