铁器如何被腐蚀的(铁的腐蚀是什么腐蚀)
导语：铁器腐蚀是一定的吗？铁器保存VS伪史理论
最近看到很多朋友在说铁器不腐蚀的问题，只要出现铁器（特别是西方）出土，就说几千年的铁器不腐蚀，太假了；我们村口的铁杆几年就锈光了之类的。其实这是对腐蚀完完全全的不理解，来给大家普及一下腐蚀的知识就知道铁器腐蚀不是必然的。
首先我们来看一下腐蚀的机理：
铁器腐蚀可以分为4类：
1. 析氢腐蚀，贴在酸性较强的潮湿环境中发生的腐蚀
2. 吸氧腐蚀，自然界中最为普遍
3. 差异充气腐蚀
4. 化学腐蚀，高温下铁直接和氧气反应，得到氧化铁。（自然界不太普遍）
我们就来讨论下前三种：
1.析氢腐蚀
铁器一般都是铁碳合金，成分中的Fe-C产生电化学腐蚀。
化学反应式如下：
阳极：Fe-2e→Fe2+
阴极：2H++2e→H2↑
2.吸氧腐蚀
铁器在环境湿度比较大的情况下，表面容易结成水膜，然后吸收溶解空气中的O2、SO2、CO2等，于是铁器表面如同置于含有H+、OH-、HCO3-、HSO3-的溶液中。
腐蚀过程中，Fe作阳极、C作阴极，溶于水中的O2得到电子生成OH-。
化学反应式如下：
阳极：Fe-2e→Fe2+
阴极：O2+2H2O+4e→4OH-
总反应：2Fe+2O2+2H2O→2Fe(OH)2
Fe(OH)2进一步被氧化并部分脱水变成疏松的铁锈FeOOH。
3.差异充气腐蚀
氧气在铁器表面分布不均匀，容易引起的腐蚀称为差异充气腐蚀。铁器表面氧浓度高，内部氧浓度低，浓度高的部位的氧较易得到电子，而氧浓度较低的部位的氧难得到电子，这样就形成一个浓度差电池，O2浓度大的部位为阴极，O2浓度小的部位为阳极，其电子反应如下所示：
2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
那么铁器会不会完全腐蚀到“渣”都不剩呢？完全有可能
铁器在潮湿空气中会迅速生锈，外表形成一层褐色的氢氧化铁，在氧存在的条件下，形成三种不同构相的同分异构体——α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOH。其中γ-FeOOH由于其疏松形态，变成像传输管一样的作用，将含有一定氧的水分子“传输”到铁器内部，使铁器内部发生化学腐蚀，并且会发生速度更快的电化学腐蚀，腐蚀的产物仍然是疏松吸水物质。所以腐蚀周而复始可以不断进行。
当铁器完全被锈蚀之后，会发生什么呢？由于铁锈是一种脆弱并且疏松的物质，在水流的冲击，位移，风蚀等外界因素影响下，会一片一片地融入到周围环境，使铁器附近的土壤变得铁元素含量较高。
好了，说到这里，大家应该能看明白，铁器发生腐蚀的关键因素是“氧”，只有在有“氧”的环境下才能发生腐蚀，当然在水里也能发生腐蚀，是因为水中含有丰富的“氧”元素。影响腐蚀的因素有：氧含量，温度，PH值，水流速度。
那么如何才能减缓腐蚀呢？
只要控制好1. 氧含量，2. 温度，3. PH值和4.水流速度就可以了，再外加点5.保护层。
1. 第一控制氧含量。大家知道，对于深埋在土地里的铁器来说，氧含量是非常少的。如果各位有怀疑，可以自己挖个坑，下去试试。就算是在水里也没关系，因为流动缓慢的水的氧含量极低，会有大量微生物消耗掉氧元素。大家可以试试，如果放一杯水，几天不喝，杯子的内壁就会滑滑的，那就是微生物的作用。这些覆膜会在铁器表面形成一层被动腐蚀层，他们会被动的隔绝氧气，变相的保护了内部的铁器。即便是在深海中也是，越深的海水，含氧量越低，所以才能从海底出土这么多铁器和钱币。
2. 第二控制温度。也是个常识，古代人常用挖地窖的方式来保存冰块，大家进入皇家陵墓也会觉得阴冷。就知道越深的地方（无压力），温度越低，包括海底。
3. 第三个是控制PH值。这个纯粹就是看运气了，看当地土壤的情况，还有铸造铁器的工艺。相比较而言，不同材质的铁器更容易保存下来，大家也会注意到，我国出土的大部分铁器都是不完整的，那是因为不同材质造成了不同的电位，这样腐蚀了一部分材质，保留下来了另一部分。今天这个方法依然用在及舰船上，俗称“牺牲材料”。
4. 第四个是水流速度。这个如果实在水流速度极快的地方，的确是无法保存下来的，如果实在平静的水底，那完全可以。
5. 第五个是保护层。当然古代人是无法得知保护层的存在，这一切都是意外，用了一些富含某些元素的矿石。比如我们的越王勾践剑，表面有一层Cr保护层，推测应该是在铸造的时候使用了富含Cr的矿石。还有就是大家都知道的常识，以前为了不让刀生锈，会在刀上抹油，这个油主要是动物油和植物油。动物油也可以是人类的油。
我们可以大胆地推测一个情况，在一个古战场上，一个人扔了一个标枪，插中了对方的脂肪肝。标枪头的表面沾满了脂肪油，然后被标枪和尸体一起被埋在了深坑中。斗转星移，山河变换，由于油保护了标枪，在短时间内标枪没有腐蚀，然后深埋在地下的氧气消耗殆尽，温度降低，电子活动越来越弱。标枪表面慢慢的形成了铁锈，但制造标枪的矿石富含Cr，形成一层被动保护膜。腐蚀速度进一步降低。在3000年后的现代，考古学家挖掘出了这个标枪，清理掉表面的腐蚀物，看到了仅存的一个标枪头。
从科学角度来说，这完全有可能。
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