A. 研究性學習防銹論文關於《金屬防銹保護》
人們常常把貴重的東西鎖到保險櫃里.金子在保險櫃里躺上幾千年,可以分毫不差.鐵卻不然,即使在保險櫃里,它也會被"偷"走——生銹啦.
博物館里陳列的古代鐵器,幾乎沒有一個不是鐵銹斑斑的;切菜刀幾個月不用,就會滿身是銹,正如俗話所說:"快刀不用黃銹生".鐵,的確容易生銹.每年,世界上有幾千萬噸的鋼鐵,變成了鐵銹.
鐵容易生銹,除了由於它的化學性質活潑以外,同時與外界條件也極有關系.
水分是使鐵容易生銹的條件之一.化學家們證明:在絕對無水的空氣中,鐵放了幾年也不生銹.
然而,光有水也不會使鐵生銹,人們曾經試驗過,把一塊鐵放在煮沸過的,密閉的蒸餾水瓶里,鐵並不生銹.
你注意到河邊的那些自來水管嗎它們常常是上邊不銹,下邊不銹,只是靠近水面的那一段才生銹.原來,只有當空氣中的氧氣一旦溶解在水裡,才會使鐵生銹.在靠近水面的部分,與空氣距離最近,水中所溶解的氧氣也最多,所以容易生銹.空氣中的二氧化碳溶在水裡,也能使鐵生銹.鐵銹的成分很復雜,主要是氧化鐵,氫氧化鐵與鹼式碳酸鐵等.
鐵銹真糟糕,它又松又軟,象塊海綿,一塊鐵完全生銹後,體積可脹大八倍.這海綿狀的鐵銹特別容易吸收水分,自然,鐵就爛得更快了.還有不少因素,使鐵容易生銹,如水中有鹽,鐵製品表面不幹凈,粗糙,鐵中雜有其他金屬……等等"
人們決不能坐視空氣中的水蒸氣,氧氣和二氧化碳等這般猖獗,從人們手中"偷"走那麼多鋼鐵,人們想出各種各樣的辦法,來保護鋼鐵.
最普通的防銹辦法,是給鐵穿"衣服"——在鐵的表面塗上油漆或者鍍上別的不容易生銹的金屬.例如,小轎車穿著一身閃閃發亮的噴漆;暖氣管上塗著鋁漆;做罐頭用的馬口鐵鍍了層錫;房頂上的白鐵皮表面鎮了一層鋅;你的自來水筆筆插上,鍍著一層鉻或鎳.更徹底的辦法,是給鐵注射"強心針"——加入其他金屬,製成不銹合金.大名鼎鼎的不銹鋼,就是在鋼中加入一點鎳和鋁而製成的合金.
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防銹應針對金屬腐蝕的原因採取適當的方法。常用的方法有：
[改變金屬的內部組織結構] 例如製造各種耐腐蝕的合金，如在普通鋼鐵中加入鉻、鎳等製成不銹鋼。
[保護層法] 在金屬表面覆蓋保護層，使金屬製品與周圍腐蝕介質隔離，從而防止腐蝕。如：1．在鋼鐵製件表面塗上機油、凡士林、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等耐腐蝕的非金屬材料。2．用電鍍、熱鍍、噴鍍等方法，在鋼鐵表面鍍上一層不易被腐蝕的金屬，如鋅、錫、鉻、鎳等。這些金屬常因氧化而形成一層緻密的氧化物薄膜，從而阻止水和空氣等對鋼鐵的腐蝕。3．用化學方法使鋼鐵表面生成一層細密穩定的氧化膜。如在機器零件、槍炮等鋼鐵製件表面形成一層細密的黑色四氧化三鐵薄膜等。
[電化學保護法] 利用原電池原理進行金屬的保護，設法消除引起電化腐蝕的原電池反應。電化學保護法分為陽極保護和陰極保護兩大類。應用較多的是陰極保護法。
[對腐蝕介質進行處理] 消除腐蝕介質，如經常揩凈金屬器材、在精密儀器中放置乾燥劑和在腐蝕介質中加入少量能減慢腐蝕速度的緩蝕劑等。
[電化學保護] 將被保護的金屬作為腐蝕電池的陰極，使其不受到腐蝕，所以也叫陰極保護法。這種方法主要有以下兩種：
[犧牲陽極保護法] 此法是將活潑金屬（如鋅或鋅的合金）連接在被保護的金屬上，當發生電化腐蝕時，這種活潑金屬作為負極發生氧化反應，因而減小或防止被保護金屬的腐蝕。這種方法常用於保護水中的鋼樁和海輪外殼等，例如水中鋼鐵閘門的保護，通常在輪船的外殼水線以下處或在靠近螺旋槳的舵上焊上若干塊鋅塊，來防止船殼等的腐蝕。
[外加電流保護法] 將被保護的金屬和電源的負極連接，另選一塊能導電的惰性材料接電源正極。
通電後，使金屬表面產生負電荷（電子）的聚積，因而抑制了金屬失電子而達到保護目的。此法主要用於防止在土壤、海水及河水中的金屬設備受到腐蝕。
電化學保護的另一種方法叫陽極保護法，即通過外加電壓，使陽極在一定的電位范圍內發生鈍化的過程。可有效地阻滯或防止金屬設備在酸、鹼、鹽類中腐蝕。