在本節中，為了說明香蕉視頻app蘋果:耐候鋼銹的特性的兩個切入點，即在銹層的電化學行為和銹層織構的性質之中，先就前者進行敘述。構成銹(xiu)(xiu)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧化(hua)鐵或者堿性氫氧化(hua)鐵至(zhi)少一部分促進了(le)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)。覆有(you)銹(xiu)(xiu)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼一旦被(bei)雨(yu)(yu)水等浸(jin)濕，銹(xiu)(xiu)就(jiu)可通(tong)過陰(yin)極(ji)(ji)反(fan)應(ying)(ying)(ying)被(bei)還(huan)原(yuan)，與此相對發生鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)陽極(ji)(ji)反(fan)應(ying)(ying)(ying)，就(jiu)是說腐(fu)蝕(shi)在(zai)進行。雨(yu)(yu)停止這(zhe)種反(fan)應(ying)(ying)(ying)也停止。當大(da)(da)氣中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧充分供給(gei)時，在(zai)降雨(yu)(yu)中(zhong)通(tong)過陰(yin)極(ji)(ji)反(fan)應(ying)(ying)(ying)被(bei)還(huan)原(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)再次被(bei)氧化(hua)，其(qi)結果(guo)是在(zai)下次降雨(yu)(yu)時再通(tong)過陰(yin)極(ji)(ji)反(fan)應(ying)(ying)(ying)恢復(fu)了(le)使(shi)鋼腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)力。這(zhe)一概念是由近代(dai)腐(fu)蝕(shi)科學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)始祖(zu)，當時任 Cambridge大(da)(da)學(xue)教授(shou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)Evans于20世紀60年(nian)代(dai)提出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。由電化(hua)學(xue)腐(fu)蝕(shi)機理(li)(li)可知，如果(guo)耐候(hou)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)添加(jia)有(you)效元素(su)能(neng)(neng)夠(gou)抑(yi)制其(qi)反(fan)應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)話，那么其(qi)機理(li)(li)不外乎就(jiu)是添加(jia)有(you)效元素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用機理(li)(li)。Evans和 Taylor共同發表的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)最終的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)應(ying)(ying)(ying)式如下:

陽極(ji)反應（基體鐵的溶解）

Fe→Fe²⁺+2e^-  （2-1)

陰極反應（銹的(de)還(huan)原）

Fe²⁺+8FeOOH+2e^-→3Fe₃O₄+4H₂O  （2-2)

陰極反應物質的再生(sheng)（銹的再氧(yang)化）

3Fe₃O₄+3/4O₂+9/2H₂O→9FeOOH （2-3)

  關于該腐(fu)(fu)蝕(shi)機理的(de)研究(jiu)，包括使(shi)用小鐵片(pian)和(he)燒杯或陪(pei)替氏(shi)培養皿進行的(de)14種小實(shi)驗(yan)的(de)結果，就是(shi)說把濕度、二氧化(hua)(hua)硫、腐(fu)(fu)蝕(shi)生成物等作為因子使(shi)鐵片(pian)腐(fu)(fu)蝕(shi)后(hou)求出減重(zhong)和(he)增重(zhong)，根據其結果搞清楚了(le)腐(fu)(fu)蝕(shi)生成物促進腐(fu)(fu)蝕(shi)反應以及通(tong)過空(kong)氣的(de)再氧化(hua)(hua)使(shi)一度起(qi)過促進作用的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)生成物恢復促進作用的(de)能力。該實(shi)驗(yan)完(wan)全沒(mei)有使(shi)用分(fen)析儀(yi)器、電化(hua)(hua)學裝置等，是(shi)只用了(le)燒杯、天平(ping)、幾種化(hua)(hua)學藥品(pin)、濾紙、橡皮(pi)塞等極常見的(de)化(hua)(hua)學實(shi)驗(yan)用標準儀(yi)器、鐵片(pian)和(he)頭腦，以巧妙的(de)古典的(de)方法(fa)精心(xin)安排的(de)關鍵的(de)實(shi)驗(yan)。

 可以說這一腐蝕機理的重點和難點在于被認為化學穩定的Fe₃O₄容易被空氣中的氧再氧化的情況。Evans等認為：“Themagnetite will quickly be re-converted by atmospheric oxygen torust”（本書作者加下劃線），可是同時又說：“Perhaps one reason forthe non-acceptance of this mechanism - apart from the delay alwaysshown by scientists in accepting new ideas -may be the belief thatthe magnetite is very stable substance”，認為這就是問題，而且認為“新生成的四氧化三鐵和完全的結晶不同，立刻失去磁性，接觸到含有空氣的水后變色”，把向含有Fe2+和Fe3+溶液中加入堿時的生成物作為例子。

  關(guan)于Evans等(deng)的(de)大氣腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)學說，雖然對以后的(de)研究具有(you)拓(tuo)寬新視野的(de)歷史價(jia)值，然而存在的(de)問題是耐候(hou)鋼由于其化學成(cheng)分不同，進而生成(cheng)的(de)銹不同，在Evans等(deng)所提倡的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)周期的(de)某(mou)個環節上產生差異，與碳素鋼相(xiang)比有(you)抑(yi)制腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)可(ke)能性。

1965年（昭和40年）Evans考慮方法的一部分被發表的同時，日本正在大力進行耐候鋼的耐蝕結構的研究，并且此時也是恒電位裝置普及的時期。松島等對經過大氣暴曬生成銹層的耐候鋼及碳素鋼進行了各種電化學實驗，結果是帶有銹層的鋼在空氣開放溶液中比研磨鋼表面的溶解氧還原顯示出更大的陰極電流,這是由于銹中的α及y-FeOOH的Fe₃O₄的還原電流引起的，并發現根據極化曲線求出的腐蝕速度以及降雨中收取的流經生銹鋼表面雨水中鐵離子的量都非常大，這證實了Evans等的初期說法,然而重要的事實是，用這樣的方法求出的陰極電流和由極化曲線或降雨分析得到的腐蝕速度，耐候鋼都比碳素鋼小。于是，松島等認為耐候鋼的耐候性與電化學因子相比主要受銹層不完全部分數量的支配，當注意到帶有銹的耐候鋼比碳素鋼陽極極化大的數據之后，他們已把興趣轉移到銹層的連續性上，所以對銹的陰極反應沒有進行更深入的研究。

 關于銹層的陰極還原特性，以后進行過許多研究。任何研究都認為通過陰極還原減少了銹中的γ-FeOOH,借助于還原條件生成Fe₃O_4。然而令人感興趣的是，幾篇關于被還原之后能夠再氧化生成與Fe₃O₄不同物質的報告，并且與這些報告相關，敘述了含銅鋼或耐候鋼大氣腐蝕速度減緩的理由。以下對這些研究進行較詳細地敘述。

 鈴木等把在城市環境（東京）經過約4個月大氣暴曬而在純鐵板上生成約500μm厚的銹，用導電性涂料粘在丙烯板上，在脫氣后的0.1MNa,SO4溶液中進行了定電流陰極還原。隨著銹層中γ-FeOOH的消失生成了Fe₃O₄,可這是表面現象，接受還原的主體是不能用X射線衍射進行鑒定的中間物質。這種中間物質一旦被徹底地還原就變成Fe₃O₄,即使暴露在空氣中也不會再氧化，可是由于接受還原的電位停留在各種程度的中間狀態，能夠再被氧化。這種中間物質的存在，根據把銹進行各種程度還原后的自然電位的連續變化，不能認為Fe₃O₄和γ-FeOOH的兩種物質的氧化還原是對應的，這已經對所建立的受固相內的Fe(Ⅲ)/Fe（Ⅱ)氧化還原系統支配的一種平衡電極系統的解釋進行了說明。

 把這種考慮方法作為基礎，鈴木等把在田園地區進行了3年暴曬的碳素鋼和耐候鋼的銹在各種電量下進行定電流陰極還原，測定這時生成的Fe₃O₄的量和電極電位。然后，根據同一電量所對應的Fe₃O₄生成量在耐候鋼上少而得出結論：耐候鋼的有效合金成分可以抑制中間物質的生成，通過減少由陰極反應生成結晶性Fe₃O₄的量，增大了銹層的電阻而提高了耐候性。可是，因為Fe₃O₄不僅由中間物質也可以由γ-FeOOH生成，所以還不能夠斷言Fe₃O₄生成量多的碳素鋼中間物質就多。并且，因為還沒有見到銹層電阻的大小制約腐蝕反應的直接證據，所以這種考慮方法只停留在可能性上。

 Stratmann等研究了把金表面析出的7μm厚度的鐵放在含有1.5g/m³SO2的相對濕度99%的氧氣中進行腐蝕，在0.2MNa2SO4中，測定陰極還原把鐵全部變成銹（γ-FeOOH、a-FeOOH及痕跡量Fe₃O₄)的電極電量和通過用磁性方法生成Fe3O4的量，研究了還原生成物。在對－300mV(SHE)以上的恒電位進行還原時，根據即使有還原電流流動也檢測不出Fe₃O₄的事實，推測在初期的還原反應中的生成物是Fe²⁺中間體（表示為Fe·OH·OH),認為這種中間體主要通過γ-FeOOH的還原在表層中生成。而且，這種中間體在－400mV(SHE)以下的強還原條件下變成Fe₃O₄。

在能生成Fe²⁺中間體而不能生成Fe₃O₄的－300mV(SHE)和氧化電位＋800 mV(SHE)之間，即使把帶銹的電極動電位反復80次，電流電位曲線幾乎一定，陰極循環、陽極循環的電量也是一樣的，根據這一事實認為這種中間體有再氧化的可能性，然而也有報道Fe₃O₄通過氧化在表層中生成γ-Fe₂O₃而不生成γ-FeOOH。

Stratmann等根據該研究得出結論給出銹層氧化還原的腐蝕模型如下。難以考慮再氧化的Fe₃O₄不參與反應，這就是Evans模型應該改寫的部分。

上(shang)述式(shi)（2-1)'及（2-2)的(de)腐蝕反應是具有(you)銹層的(de)鋼從干燥狀態剛轉變到潤濕狀態時(shi)的(de)反應。他們把大氣(qi)腐蝕分為三(san)個(ge)期間：

（1) 從(cong)干燥狀態剛轉變到(dao)潤濕(shi)狀態后的期(qi)間；

（2) 潤濕狀態繼續，能夠(gou)還原的FeOOH被耗(hao)盡(jin)，溶解氧(yang)的還原形成陰極反應的期間；

（3) 從潤濕狀態向干燥狀態進行(xing)過渡的過程中(zhong)通過薄水(shui)膜大(da)量供(gong)給氧(yang)氣的期(qi)間(jian)。借助于(yu)試驗材料室內(nei)的氧(yang)氣的消耗速(su)(su)度(du)及用磁性(xing)測定求出的鐵的溶解速(su)(su)度(du)決定各個(ge)期(qi)間(jian)的腐蝕速(su)(su)度(du)。

 根據該結(jie)果可得出(chu)結(jie)論：正(zheng)在進行干燥期間的(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕速度最大，同時決定性地左右大氣腐(fu)(fu)(fu)蝕全過程的(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕量(liang)。

 通過這種測定方法把生銹的(de)(de)(de)(de)(de)純鐵和Fe-0.5%Cu的(de)(de)(de)(de)(de)各期間的(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)速度(du)進行比(bi)較可以知道，在干燥(zao)期間存在差別(bie)，Fe-0.5%Cu始終(zhong)很小，其差別(bie)隨著試(shi)驗材料的(de)(de)(de)(de)(de)干濕周期的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加而增(zeng)(zeng)大(da)。其原因是由于Cu的(de)(de)(de)(de)(de)存在使氧的(de)(de)(de)(de)(de)還原速度(du)減(jian)慢了呢，還是溶解速度(du)減(jian)慢了呢？在該研究的(de)(de)(de)(de)(de)范(fan)圍內還不能(neng)夠(gou)判定。

因此，Stratmann等以(yi)(yi)氧氣的消耗量測定腐(fu)蝕(shi)速度并同時測定電位(wei)(wei)(wei)為(wei)目的，確立了在(zai)薄水層存在(zai)下也能(neng)適用的Kelvin法(fa)［106],并把它應用于純鐵、Fe-0.5%Cu及(ji)Fe-3.4%Cu上(shang)。就純鐵來說(shuo)，經過(guo)干濕交替7個周(zhou)期(qi)(qi)(qi)(qi)時，潤濕期(qi)(qi)(qi)(qi)間的電位(wei)(wei)(wei)是(shi)(shi)低的［最初(chu)的周(zhou)期(qi)(qi)(qi)(qi)是(shi)(shi)－0.45V(SHE),第7周(zhou)期(qi)(qi)(qi)(qi)是(shi)(shi)－0.25V(SHE)],在(zai)干燥(zao)期(qi)(qi)(qi)(qi)間電位(wei)(wei)(wei)上(shang)升到0.5V以(yi)(yi)上(shang)，腐(fu)蝕(shi)速度在(zai)某一干燥(zao)狀態出現峰值，完全干燥(zao)之后減小了。峰值電流在(zai)最初(chu)的周(zhou)期(qi)(qi)(qi)(qi)是(shi)(shi)1mA/c㎡,第7周(zhou)期(qi)(qi)(qi)(qi)是(shi)(shi)0.7mA/c㎡以(yi)(yi)上(shang)。

 與此相(xiang)反，Fe-0.5%Cu潤(run)濕期(qi)間的(de)(de)(de)電(dian)(dian)位(wei)同樣是(shi)低的(de)(de)(de)，隨著干燥開始向高位(wei)移動，但是(shi)最(zui)(zui)高不(bu)過0mV(SHE),腐蝕電(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)(de)峰(feng)值也在(zai)0.5mA/c㎡以(yi)下，認(ren)(ren)為(wei)這是(shi)由于銹(xiu)致(zhi)密而且黏附性好(hao)從而抑(yi)制了氧(yang)化(hua)(hua)還原的(de)(de)(de)結(jie)果(guo)。相(xiang)反Fe-3.4%Cu在(zai)最(zui)(zui)初(chu)的(de)(de)(de)幾個周(zhou)期(qi)中(zhong)表(biao)現出(chu)與Fe-0.5%Cu相(xiang)似的(de)(de)(de)行為(wei)，可(ke)(ke)(ke)是(shi)潤(run)濕期(qi)間的(de)(de)(de)電(dian)(dian)位(wei)在(zai)第6周(zhou)期(qi)上(shang)升到0mV(SHE),第8周(zhou)期(qi)上(shang)升到＋0.2V(SHE),腐蝕電(dian)(dian)流(liu)也小，可(ke)(ke)(ke)以(yi)認(ren)(ren)為(wei)已經發(fa)(fa)生了鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)。在(zai)干燥過程中(zhong)雖然(ran)電(dian)(dian)位(wei)進(jin)一步升高，可(ke)(ke)(ke)是(shi)腐蝕電(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)(de)峰(feng)值幾乎不(bu)變(bian)，仍停留在(zai)0.1mA/c㎡以(yi)下。認(ren)(ren)為(wei)發(fa)(fa)生鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)是(shi)因為(wei)被連(lian)續性好(hao)的(de)(de)(de)銹(xiu)層覆蓋，能夠(gou)繼(ji)續腐蝕的(de)(de)(de)露(lu)出(chu)鐵(tie)表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)面(mian)(mian)積變(bian)得(de)非常小，是(shi)由于微(wei)小的(de)(de)(de)陰極電(dian)(dian)流(liu)超(chao)過了鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)臨界(jie)電(dian)(dian)流(liu)，或者是(shi)由于在(zai)銹(xiu)和(he)金屬的(de)(de)(de)界(jie)面(mian)(mian)上(shang)濃(nong)縮(suo)了銅。雖然(ran)報告者索性認(ren)(ren)為(wei)是(shi)前者，可(ke)(ke)(ke)是(shi)銅的(de)(de)(de)濃(nong)縮(suo)產生鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)說(shuo)法是(shi)不(bu)可(ke)(ke)(ke)理解的(de)(de)(de)概(gai)念(nian)。另外，Stratmann等還發(fa)(fa)表(biao)過用Kelvin法在(zai)最(zui)(zui)小2μm水膜下求出(chu)鉑或鐵(tie)表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)極化(hua)(hua)曲線的(de)(de)(de)結(jie)果(guo)。

（把(ba)兩(liang)(liang)種金屬用(yong)導線連接(jie)起(qi)來時(shi)，兩(liang)(liang)者的(de)(de)費(fei)米能級趨向(xiang)一(yi)致而引(yin)起(qi)電(dian)子(zi)的(de)(de)移(yi)動(dong)，在表面(mian)上產生(sheng)等手(shou)功(gong)函數差(cha)的(de)(de)能量差(cha)（接(jie)觸(chu)電(dian)位差(cha)）。把(ba)這兩(liang)(liang)塊金屬板(ban)在接(jie)觸(chu)狀態對置形成電(dian)容器時(shi)，則(ze)儲存了與接(jie)觸(chu)電(dian)位差(cha)成正比的(de)(de)電(dian)荷。改(gai)變金屬板(ban)的(de)(de)間(jian)距(ju)時(shi)，就(jiu)會改(gai)變電(dian)容器的(de)(de)容量而產生(sheng)電(dian)流(liu)(liu)，所以如集測定這個電(dian)流(liu)(liu)就(jiu)可以求(qiu)出(chu)接(jie)觸(chu)電(dian)位差(cha)，決定電(dian)極電(dian)位。由于對試料能夠非接(jie)觸(chu)測定，所以優點是不會受薄水層干擾(rao)。）

 我(wo)認為Keiser等是最(zui)早（1980年）在鐵(tie)銹(xiu)分(fen)(fen)析上使用(yong)拉曼光(guang)譜(pu)法(fa)的人(ren)，此后有很多人(ren)應用(yong)。Dünnawald 和Otto利用(yong)拉曼光(guang)譜(pu)法(fa)對多種銹(xiu)成分(fen)(fen)鑒定有效的特點，重新評價了前述(shu)的Evans模型。

 用于研究銹的陰極還原的試驗材料，是用金屬表面上析出的鐵（約1μm)在含有SO2的相對濕度為100%的空氣中腐蝕到完全沒有金屬鐵制成的。這種銹主要由γ-FeOOH和Fe(OH)₃組成，含有少量非晶質的 FeOOH及a-FeOOH.把該試驗材料放在0.2M Na₂SO₄ 中，接－0.3V(SCE)恒電位進行還原，γ及a-FeOOH沒有變化，然而Fe(OH)₃或者非晶質FeOOH已變成Fe(OH)₂或者以α為主體的FeOOH.在－0.5V(SCE)條件下，a-FeOOH是穩定的，而y-FeOOH卻被還原變成Fe₃O₄,一部分轉變成α-FeOOH.在－0.6 V(SCE)條件下，a-FeOOH 被還原成Fe₃O₄還原后通過陽極極化進行氧化時，主要增大了Fe(OH)₃及非晶質 FeOOH.而且，推斷這種起始物質是在陰極還原時在FeOOH表面上生成的Fe(OH)₂.Fe₃O₄通過陽極氧化沒有被氧化，在空氣中放置數周也沒有被氧化。

 這(zhe)種模型的(de)(de)特(te)征與Evans或(huo)Stratmann等模型的(de)(de)不(bu)同，在大氣中氧(yang)化(hua)(hua)生(sheng)成的(de)(de)最初生(sheng)成物(wu)是(shi)無序結構(gou)的(de)(de)Fe(OH)3或(huo)者非晶(jing)質的(de)(de)FeOOH.該研(yan)究者們(men)一(yi)方(fang)面認同井上等的(de)(de)觀點，即耐(nai)候(hou)鋼中含有(you)的(de)(de)Cu可(ke)抑(yi)制生(sheng)成α、y-FeOOH那樣的(de)(de)結晶(jing)性物(wu)質，一(yi)方(fang)面認為(wei)假如(ru)結晶(jing)化(hua)(hua)難以進行的(de)(de)話(hua)，那么在銹(xiu)層(ceng)上就不(bu)容易生(sheng)成微小裂(lie)紋或(huo)間(jian)隙(xi)，因此抑(yi)制了向(xiang)下層(ceng)的(de)(de)還(huan)原(yuan)銹(xiu)Fe(OH)2供(gong)給氧(yang)，使氧(yang)化(hua)(hua)還(huan)原(yuan)周期不(bu)容易進行，這(zhe)是(shi)提高耐(nai)候(hou)性的(de)(de)原(yuan)因。

 雖然(ran)該(gai)考察非常短并缺(que)少直(zhi)接的證據，可是在論述耐候鋼銹(xiu)層的保護(hu)性時，他們結合了電化(hua)學和(he)銹(xiu)層的織構的性質，這是其(qi)他研究所不及的。

 正如上述所引用的那樣，井上等研究了從含Fe²⁺的溶液或者膠體狀的Fe(OH)₂到生成Fe₃O₄、a-FeOOH、β-FeOOH 以及y-FeOOH狀態，除了β-FeOOH以外，銅離子在銅／鐵比為6%以下共存的場合，多少會阻止堿式氫氧化物或氧化物結晶的生成，尤其發現銅／鐵比在2.5%以上時，經長時間熟化之后完全不生成α-FeOOH.另外，古市等或增子等也發表了Cu有同樣作用的報告。

 如下一節所述，Cu²⁺等金屬離子的存在妨礙構成銹的鐵化合物結晶化的事實，在穩定化后的耐候鋼的銹內層，存在X射線非晶質連續性良好的層，結合岡田等的這一發現，形成了認為耐候鋼上的銹具有保護性這一大流派。