鐵鏽

鐵鏽 圖片來自rhinegold

鐵鏽(英語: rust )，為鐵氧化物的統稱，通常為紅色，由鐵和氧氣境下進行氧化還原反應而生成。不同情況下會生成不同形式的鐵鏽。

鐵鏽主要由三氧化二鐵水合物Fe₂O₃•nH₂O和氫氧化鐵（FeO（OH）, Fe（OH）₃）組成。其他金屬亦會被氧化，但是通常不稱為「鏽」。

足夠的時間後，在氧氣和水充足的情況下，鐵會完全氧化成鏽。鋁的氧化非常緩慢，因為氧氣在鋁的表面生成了一層緻密的氧化鋁薄膜，此反應稱為鈍化。

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防鏽

鏽沒有緻密的組織。水和氧氣會穿透鏽，繼續使內部的鐵生鏽。若要防鏽，就需要有可以防止生鏽的緻密表層。不鏽鋼的表面是一層不容易反應的三氧化二鉻。若使用鎂、鈦、鋅、鋁，也會產生類似不易反應的緻密氧化物表層。

鍍鋅是一種常見的防鏽處理方式，在要保護的物品上，利用電鍍或熱浸鍍鋅的方式鍍上一層鋅。使用鋅的原因很多，包括其價格便宜、和鐵的附著性好，而且當鋅和鐵接觸時，鋅和鐵會形成一個電池，由於鋅活性較強，鋅是電池的陽極，會被氧化，藉此可保護電池陰極的鐵不被氧化（即陰極保護）。若在腐蝕性更強的環境中（例如鹽水中），會用鎘來代替鋅。若在接合口，接頭或孔穴附近，鍍層會因外力或加工而受到破壞，無法完整的包覆待保護物，此時鍍層就只能靠陽極保護的方式來發揮保護作用了。有些先進的鍍層，鋅之外還會加入鋁，鋁會移轉到鍍層被破壞的部份，鋁和氧化鋅均可保護鐵，效果更好。

若針對更惡劣的環境或希望產品有更長的壽命，防鏽處理方式時也會同時使用鍍鋅和塗層。

除了鍍鋅之外，以下的方式也可用來抑制鏽的形成：

• 陽極保護利用提供電荷的方式，抑制鐵的氧化反應。若正確使用，生鏽會徹底的停止。最簡單的作法就是在鐵上面加一個金屬片，和鐵形成電池，且使金屬片成為電池的陽極，因此電池陽極的金屬片會被氧化，保護電池陰極的鐵不受氧化。選用的金屬片需要其電極電位為負，且小於鐵的電極電位，一般常用鋅、鋁或鎂。
• 發藍（Bluing）是利用化學藥品，使鐵形成均勻的氧化層以避免生鏽，但防鏽能力有限。常用在小型的鐵件（如槍枝），若要提高其防鏽效果，可在發藍後，用油布磨擦鐵件使油滲入，避免之後因水份滲入而導致生鏽。
• 可以用塗層（如油漆）來減少鏽的產生，塗層可隔絕環境對鐵的影響。例如有封閉箱體的大型鐵件結構（像船舶及汽車）常會在結構中注入含蠟的防鏽油。鋼筋混凝土是用混凝土包裹鋼筋，且混凝土可使鋼筋保持在鹼性的環境中。
• 控制環境可以達到防鏽的效果，例如控制濕度低於一定值，就可以減少或避免鏽的形成。
• 適當的設計也有助於防鏽，例如避免鐵件暴露在水中，或是用耐蝕性較強的金屬包裹鐵件。
• 防蝕劑的使用，像氣體或揮發性的防蝕劑就可以用在密閉空間內的防鏽。
• 若鋼的表面已經生鏽，有最簡單及廉價的除銹方式，就是用鋁箔沾點水，摩擦生鏽的部份。因為鋁的還原電位比鋼鐵中的鐵要高，因此氧會由鐵原子轉移到鋁原子;鋁箔硬度比鋼小，因此不會刮傷表面，而鋁氧化後形成的氧化鋁硬度高，剛好可以作鋼的拋光處理。

在社會及經濟上的影響

生鏽會造成鋼鐵製品或結構的劣化。鏽的體積比相同質量的鐵大，因此鏽會擠壓相鄰未生鏽的部位，因而造成損壞。

例如1983年美國康乃迪克州的Mianus River Bridge倒塌事件就是因為類似的原因。其中使用的軸承內部生鏽，因此使得橋面位移，其中一角沒有支撐，因此造成橋面倒塌。也使當時在橋上的三名駕駛落河身亡。後來美國國家運輸安全委員會的報告指出其中一個排水渠道在重鋪路面時阻塞，使得逕流水滲入支持架中。而且維護的工程師也很難在維護檢測用的走道上看到軸承的情形。

若結構中是由混凝土包裹鋼或鐵，類似的情形會造成混凝土的剝落，產生嚴重的結構問題。這也是鋼筋混凝土橋樑常見的失效模式之一。