錆びる金属とは?

錆とは?

一般に酸化と呼ばれるさびは、鉄または鋼などの鉄を含む金属合金が酸素と水に長時間さらされると発生します。

錆は鉄が酸化する過程で発生しますが、すべての酸化で錆が発生するわけではありません。前に述べたように、鉄または鉄を含む合金だけが錆びますが、他の金属も同様に腐食する可能性があります.

腐食とは?

腐食は、電子を失いやすい元素 (一部の金属など) が余分な電子を吸収する元素 (酸素) と結合し、電解質溶液 (水) と接触したときに発生します。腐食プロセスにおける水の役割は、金属から酸素への電子の流れを加速することです。

このプロセスは酸化還元反応と呼ばれ、実際には還元と酸化という 2 つの化学プロセスが同時に発生します。

リダクションとは

還元は、分子が電子を獲得するときに起こる化学反応の名前です。これが金属腐食における酸素の役割です。

酸化とは?

酸化は還元の反対で、分子が電子を失うときに起こる化学反応の名前です。これが金属腐食における金属の役割です。銅のさびと緑青 (奇妙な緑色) は、金属が空気中に電子を失った結果として目に見えるものです。

銅、鉄、アルミニウムは錆びますか?

技術的には、鉄と鉄を含む合金だけが錆びます。金や銀などの貴金属を含む他の金属も同様に腐食する可能性があります。

特定の金属を際立たせているのは 持続時間 です 錆びたり腐食したりするのにかかる時間.

最も一般的な金属のいくつかと、それらが錆や腐食にどのように耐えるかを以下に示します.

銅は錆びますか?

銅は錆びませんが、腐食します。銅は本来茶色で、腐食すると明るい緑色に変わります。銅の反応を酸化ではなく変色と考える人もいますが、金属は依然として同様の「錆び」プロセスを経ています.

自然環境では、銅は非常に腐食しにくいです。最終的に銅製の飲用パイプを破損させるタイプの腐食は浸食腐食と呼ばれ、流れている乱流水に長時間さらされた場合にのみ発生します。

古い硬貨によく見られる、有名な美しい緑色の「緑青」は、実際には完全に形成されるまでに最大 20 年かかる場合があります。

これは、鉱石から採掘されるのではなく、自然界で直接使用可能な金属として自然に発生する数少ない金属の 1 つです (ただし、他の方法で作成することもできます)。これと、銅が非常に柔らかく加工しやすいという事実により、銅は人類の歴史の中で最初に加工された金属の 1 つになりました。

実際、銅は非常に重要であり、歴史には銅の時代と呼ばれる期間がありました。

銅は熱と電気の伝導性が高く、この理由から電気配線に一般的に使用されています。

これは、酸、水、鉱石からの金属の抽出、およびその他の反応に対する反応性の高いものから低いものへと並べられた金属の進行である化学のツールである反応性シリーズでも非常に低い.反応性が低いため、特定の銅合金 (銅 90%、ニッケル 10%) は、海水にさらされるボートの部品や、飲料水を運ぶパイプとして使用されます。家や建物を見渡すと、多くの電化製品が銅管を使用して水を出し入れしていることに気付くでしょう。

米国住宅都市開発省によると、平均的な銅製水道管の寿命は 50 ～ 70 年です。

鉄は錆びますか?

はい。技術的には、鉄および鉄を含む合金のみが錆びることを覚えておいてください。

他の金属の腐食と比較して、鉄は特に水や酸素にさらされると比較的早く錆びます。実際、鉄が水と酸素にさらされると、数時間以内に錆び始める可能性があります。

鉄も高温にさらされるとすぐに錆びます。極端な温度は金属の化学構造を変化させ、環境中の酸素と再結合しやすくします。

アルミニウムは錆びますか?

アルミニウムは地球上で最も一般的に使用されている金属の 1 つであり、錆びないことでおそらく最も有名です。アルミニウムは錆びず、鉄の特定の酸化のみが錆と呼ばれ、アルミニウムを作成するときに鉄は使用されません。ただし、すべての金属と同様に、アルミニウムは腐食しやすいです。

アルミニウムは 3 つの段階で作られます:
第 1 段階。 マイニング
ステージ 2. 処理中
ステージ 3. 電解還元 (実際のアルミニウムを生成)

アルミニウムはボーキサイトと呼ばれる鉱物に由来します。ボーキサイトは、アフリカ、西インド諸島、南アメリカ、オーストラリアなどの亜熱帯地域で最も一般的に見られますが、ヨーロッパなどの他の場所にもいくつかの小さな鉱床があります.オーストラリアはボーキサイトの最大の生産国であり、世界の世界生産量の約 23% を供給しています。

このボーキサイトは、酸化アルミニウムに加工されます。酸化アルミニウムは、アルミニウムと酸素が結合した原子だけで構成されています。

次に、酸化アルミニウムに電流が流れ、さまざまな成分が互いに分離されます。酸素の泡が一方の端に形成され、純粋な溶融アルミニウムの液滴がもう一方の端に集まります。

約 4 ～ 5 トンのボーキサイトが 2 トンの酸化アルミニウムに加工され、1 トンの純アルミニウムが生成されます。

アルミニウムは、鉄などの他の金属よりもはるかにゆっくりと腐食します。スタンフォードによると、アルミニウムが他の金属ほど簡単に腐食しない理由は、水との特別な反応によるものです.

通常、水が金属と接触すると、金属は周囲の酸素により速く電子を放出するようになります。

ただし、アルミニウムは水に対して特別な反応を示します。水がアルミニウムに触れると、アルミニウムと酸素原子 (金属に含まれる - 周囲の空気中の酸素ではない) が互いにさらに離れます。

それらは、開始した場所よりも互いに約 50% 離れてしまいます。遠ざかるこの反応により、アルミニウムの分子構造が変化します ちょうどいい 化学的に不活性になり、腐食しにくくなります。

金属が錆びるのを防ぐ方法

さびは自然に発生する化学反応です。一部の金属は他の金属よりも早く錆びるという事実にもかかわらず、これらの金属を特定の用途に利用することを思いとどまらせるべきではありません.金属塗料やコーティング、犠牲バリア、バリアフィルム、多数の防錆ソリューション、スズメッキなど、金属の錆を防ぐ方法はたくさんあります。各方法は、異なる化合物と材料を使用して、金属と錆や腐食の原因となる要素との間に保護バリアを作成します。

ここで錆びない金属を学びましょう。

錆を防ぐ方法の詳細については、ブログをご覧ください: 鋼と鉄をさびから守る方法 そして ステンレス製品の防錆ソリューション