无可摆脱的祸害

作者:陈钰鹏 来源:《读者校园版》

  在工业化国家,由于锈蚀造成的损失,经济效益往往要减少3%~4%。在美国,40%的钢铁产品因此不能用来制造新设备,因为现有设备的锈蚀和损坏需要用钢铁来修复;铁锈被看作“钢铁的阴暗面”。美国作家乔纳森·沃尔德曼称铁锈“是人类无法摆脱的祸害”。

  人类和铁锈的周旋,只是持久的抗氧化斗争的一部分。古代的军队将领们不得不经常和刀剑、长矛和梭镖上的铁锈做斗争。古罗马作家老普林尼(《自然史》的作者)用一句富有哲理的话安慰人们说:“我看到了大自然的智慧在实践中所起的作用,伤害了那么多人的金属,自己也是那么容易受伤。”

  从科学角度来看,生锈是一种电化反应:一种金属放出电子,因为反应伙伴(另一种金属或氧)会更强烈地吸引电子。比如让铁和铜接触(用铁丝绑住铜,电子便会从铁“跑向”铜),不太贵重的金属被腐蚀。导电性越严重,腐蚀越严重;湿度越大,腐蚀就越厉害。美国纽约哈得孙河口的自由女神像,内部骨架是用钢铁做的,外部用的则是铜片,因此产生了按这种原理形成的腐蚀,幸亏抢救及时没有倒塌。

  有时候,锈蚀也有其价值。德国萨尔州的弗尔克林根钢铁公司曾经是德国最大的钢梁生产企业,1873年建厂,1986年关闭,1994年作为世界文化遗产重新开放。这是世界上唯一全部停产的钢铁企业,以一个完整的钢铁联合企业(博物馆)被保存下来,成为一个包括高炉、炉顶平台、炼焦厂、矿石车间、粒化设备、浇铸平台、烟囱、管道、栏杆等在内的大型实体文物馆。每年平均有30万参观者。德国人最自豪的是,这个文物馆是“原生态”的,保留了所有铁锈:锈红色、锈褐色、锈黄色……文物馆的馆员说,铁锈中也有“好锈”和“坏锈”之分。固定处的铁锈,只要知道材料的真正强度,经常关心即可;比如可达50厘米厚的高炉炉壁钢板是不会那么快被锈穿的,可以“带锈生存”很长时间。但是有一种被称为“酥饼状锈蚀”的铁锈,其表皮像片状的酥饼皮,片与片之间容易积聚水和潮气,这是一种典型的“坏锈”。

  最近十几年来,汽车制造业对锈蚀的研究很有成效,在选材和生产工艺上取得了突破。如汽車车身钢板整体浸入锌液槽的镀锌工艺确保了镀锌层的绝对均匀,起到很好的保护作用。