鋼がなぜ錆びる（腐食する）のか、簡単に説明します

2020-04-28View Original

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この投稿は、2020年4月28日10時58分に王巍2によって最終的に編集されました。鋼鉄にとって、腐食とは一般的に「錆びる」と表現されます。これは、私たちがよく言う金属の腐食のことです。鋼鉄が腐食する原因は以下の通りです。一つ目は、エネルギーやエネルギー準位の観点から説明できます。自然界の物質は、すべて高いエネルギー状態から低いエネルギー状態へと変化しようとする自然な傾向を持っている（まるで水が高い場所から低い場所へ流れるように）。これが自然の法則である。腐食とは、物質が環境中で物理化学的・電気化学的な作用により、高エネルギー状態から低エネルギー状態へ、不安定な状態（準安定状態）から安定な状態へと変化する過程として理解できる。二つ目は、酸化－還元から腐食過程を説明し理解することである。腐食とは酸化の過程であり、鉄が酸化鉄に変わる（錆びる）、プラスチックやゴムなどが酸化される（老化する）、さらには生物の腐敗もすべて酸化の過程に関連している。鋼の腐食過程や腐食抑制の意義を具体的に理解し説明するために、鉄鉱石（自然界における安定状態の酸化鉄）が製錬（エネルギー準位を上昇させ、エネルギーを消費すること）によって鋼（準安定状態）へと変化する。鋼鉄は構造材料として、力学的性能や人々が期待する使用性能を発揮することができる。しかし、通常の環境下では、中間安定状態にある鋼鉄は絶えず低エネルギー状態である安定状態へと変化し、最終的にはその鉱石状態（酸化鉄、錆）に戻っていく。したがって、保護を行わないか、不適切な保護を行うと、鋼材の寿命は短くなる。一方、腐食制御を施すことで、その安定状態にある期間を延ばし、人々が期待する使用寿命を満たすことができる。

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