铁锈

铁锈 图片来自rhinegold

铁锈(英语: rust )，为铁氧化物的统称，通常为红色，由铁和氧气境下进行氧化还原反应而生成。不同情况下会生成不同形式的铁锈。

铁锈主要由三氧化二铁水合物Fe₂O₃•nH₂O和氢氧化铁（FeO（OH）, Fe（OH）₃）组成。其他金属亦会被氧化，但是通常不称为“锈”。

足够的时间后，在氧气和水充足的情况下，铁会完全氧化成锈。铝的氧化非常缓慢，因为氧气在铝的表面生成了一层致密的氧化铝薄膜，此反应称为钝化。

目录

防锈

锈没有致密的组织。水和氧气会穿透锈，继续使内部的铁生锈。若要防锈，就需要有可以防止生锈的致密表层。不锈钢的表面是一层不容易反应的三氧化二铬。若使用镁、钛、锌、铝，也会产生类似不易反应的致密氧化物表层。

镀锌是一种常见的防锈处理方式，在要保护的物品上，利用电镀或热浸镀锌的方式镀上一层锌。使用锌的原因很多，包括其价格便宜、和铁的附著性好，而且当锌和铁接触时，锌和铁会形成一个电池，由于锌活性较强，锌是电池的阳极，会被氧化，借此可保护电池阴极的铁不被氧化（即阴极保护）。若在腐蚀性更强的环境中（例如盐水中），会用镉来代替锌。若在接合口，接头或孔穴附近，镀层会因外力或加工而受到破坏，无法完整的包覆待保护物，此时镀层就只能靠阳极保护的方式来发挥保护作用了。有些先进的镀层，锌之外还会加入铝，铝会移转到镀层被破坏的部份，铝和氧化锌均可保护铁，效果更好。

若针对更恶劣的环境或希望产品有更长的寿命，防锈处理方式时也会同时使用镀锌和涂层。

除了镀锌之外，以下的方式也可用来抑制锈的形成：

• 阳极保护利用提供电荷的方式，抑制铁的氧化反应。若正确使用，生锈会彻底的停止。最简单的作法就是在铁上面加一个金属片，和铁形成电池，且使金属片成为电池的阳极，因此电池阳极的金属片会被氧化，保护电池阴极的铁不受氧化。选用的金属片需要其电极电位为负，且小于铁的电极电位，一般常用锌、铝或镁。
• 发蓝（Bluing）是利用化学药品，使铁形成均匀的氧化层以避免生锈，但防锈能力有限。常用在小型的铁件（如枪枝），若要提高其防锈效果，可在发蓝后，用油布磨擦铁件使油渗入，避免之后因水份渗入而导致生锈。
• 可以用涂层（如油漆）来减少锈的产生，涂层可隔绝环境对铁的影响。例如有封闭箱体的大型铁件结构（像船舶及汽车）常会在结构中注入含蜡的防锈油。钢筋混凝土是用混凝土包裹钢筋，且混凝土可使钢筋保持在碱性的环境中。
• 控制环境可以达到防锈的效果，例如控制湿度低于一定值，就可以减少或避免锈的形成。
• 适当的设计也有助于防锈，例如避免铁件暴露在水中，或是用耐蚀性较强的金属包裹铁件。
• 防蚀剂的使用，像气体或挥发性的防蚀剂就可以用在密闭空间内的防锈。
• 若钢的表面已经生锈，有最简单及廉价的除锈方式，就是用铝箔沾点水，摩擦生锈的部份。因为铝的还原电位比钢铁中的铁要高，因此氧会由铁原子转移到铝原子;铝箔硬度比钢小，因此不会刮伤表面，而铝氧化后形成的氧化铝硬度高，刚好可以作钢的抛光处理。

在社会及经济上的影响

生锈会造成钢铁制品或结构的劣化。锈的体积比相同质量的铁大，因此锈会挤压相邻未生锈的部位，因而造成损坏。

例如1983年美国康乃迪克州的Mianus River Bridge倒塌事件就是因为类似的原因。其中使用的轴承内部生锈，因此使得桥面位移，其中一角没有支撑，因此造成桥面倒塌。也使当时在桥上的三名驾驶落河身亡。后来美国国家运输安全委员会的报告指出其中一个排水渠道在重铺路面时阻塞，使得迳流水渗入支持架中。而且维护的工程师也很难在维护检测用的走道上看到轴承的情形。

若结构中是由混凝土包裹钢或铁，类似的情形会造成混凝土的剥落，产生严重的结构问题。这也是钢筋混凝土桥梁常见的失效模式之一。