不锈钢含有铁,铬,锰,硅,碳,并且在许多情况下含有大量的镍和钼等化学成分。这些元素与来自水和空气的氧气反应形成非常薄的稳定的薄膜,其由诸如金属氧化物和氢氧化物的腐蚀产物组成。铬在与氧反应形成该腐蚀产物薄膜中起主导作用。 事实上,根据定义,所有不锈钢含有至少10%的铬。

不锈钢都有哪些主要的化学元素成分让它不生锈  第1张

不锈钢由于其合金元素与环境之间的相互作用而保持不锈钢或不生锈。稳定的薄膜的存在通过充当阻挡氧气和水进入下面的金属表面的屏障而防止了额外的腐蚀。因为薄膜形成如此容易和紧密,即使只有少数原子层也将腐蚀速率降低到非常低的水平。如果没有现代仪器的帮助,薄膜比光的波长薄得多,这一事实很难看出。因此,虽然钢在原子水平上被腐蚀,但它看起来是不锈钢。

多年来(大约80年代)人们都知道,向钢铁中添加铬和镍(镍不是必需的但铬是必需的)会使钢不生锈(就是不锈钢)。钢中的铬形成一层非常薄的氧化物,可防止铁生锈。类似的机制适用于铝。当铝暴露在空气和水中时,形成薄的,不可见的氧化物涂层,防止进一步腐蚀。生锈是铁在水存在下被氧化成铁氧化物和氢氧化物的混合物的过程。

不锈钢都有哪些主要的化学元素成分让它不生锈  第2张

相反,普通便宜的钢与来自水的氧反应形成相对不稳定的氧化铁/氢氧化物膜,其随着时间的推移而继续生长并暴露于水和空气中。因此,这种薄膜,也称为生锈,达到足够的厚度,使其在暴露于水和空气后很快就能观察到。

总之,不锈钢不会生锈,因为它具有足够的活性以通过形成被动腐蚀产品层来保护自身免受进一步的侵蚀。(其他重要的金属,如钛和铝也依赖于钝化膜的耐腐蚀性。)由于其耐用性和美观性,不锈钢被用于各种领域,从餐具到银行金库到厨房水槽。

 

 

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