首先描述一下成為基礎銹的特征,為了描述大氣中所生成銹的特征,X射線衍射是最方便而有效的方法。大氣中生成的鐵銹用X射線衍射測定,其主要成分是a-FeOOH(針鐵礦)和γ-FeOOH(纖鐵礦)的堿式氫氧化鐵及Fe3O4(磁鐵礦)。除此之外,還存在20%~75%X射線非晶質(無定形)銹(參照卷末資料3、表1)。


 由于大氣環境不同,這些成分的含量不同。工業地區Fe3O4少,α及γ的FeOOH多。在SO.形成硫酸起作用的環境里,認為促進了從γ-FeOOH向α-FeOOH的變態。臨海地區Fe3O4多,除了α及γ的FeOOH外,通過氯化物離子的作用生成β-FeOOH(赤金礦)。


 1967年(昭和42年),岡田等認為在鄰接耐候鋼銹層的基體部位生成了連續性好的非晶質層,它的連續性比碳素鋼好,具有優秀的耐候性。從那以后,鐵銹中的非晶質成分成為了在論述耐候鋼銹上的中心內容。岡田等根據恒電流在還原這種成分時,Fe3O4同樣能在-930~-950mV(SCE)被還原的事實,認為它是X射線非晶質的尖晶石型氧化物。


 以后確立(li)了使用(yong)紅(hong)外(wai)線(xian)(xian)光(guang)譜(pu)、拉(la)曼光(guang)譜(pu)等(deng)進行銹的解析方法,有很多(duo)人研究(jiu)過非晶(jing)質(zhi)(zhi)銹的結(jie)構(gou)。例如,1974年(nian)(昭和49年(nian)),三(san)澤等(deng)用(yong)紅(hong)外(wai)線(xian)(xian)光(guang)譜(pu)法確定(ding)非晶(jing)質(zhi)(zhi)的銹是無定(ding)形堿式(shi)氫氧化鐵FeO,(OH)2-3x(x=0.4);1983年(nian)(昭和58年(nian)),Keiser等(deng)用(yong)拉(la)曼光(guang)譜(pu)法把它定(ding)為8-FeOOH.關于這些問(wen)題將在2.3.4節詳細(xi)敘述。


 本(ben)章想要提(ti)出的(de)(de)問題(ti)不(bu)是(shi)(shi)銹(xiu)特性描述的(de)(de)本(ben)身,而是(shi)(shi)能賦予(yu)耐候鋼特征的(de)(de)銹(xiu)是(shi)(shi)哪種銹(xiu),有(you)效(xiao)添加元(yuan)素的(de)(de)作用(yong)是(shi)(shi)什(shen)么,怎樣(yang)生成(cheng)的(de)(de)?關(guan)(guan)于這(zhe)(zhe)些(xie)問題(ti)在(zai)下一(yi)節涉及(ji),關(guan)(guan)于非晶質的(de)(de)銹(xiu)也將在(zai)2.3.4節敘述,然而有(you)關(guan)(guan)鐵銹(xiu)的(de)(de)種類或(huo)生成(cheng)過程的(de)(de)更廣(guang)泛的(de)(de)研究成(cheng)果(guo),因(yin)為(wei)(wei)已有(you)三澤執筆(bi)的(de)(de)優(you)秀(xiu)(xiu)總(zong)論,請(qing)參考書后的(de)(de)資料4。如三澤等所指(zhi)出的(de)(de)那樣(yang),只要用(yong)X射(she)線(xian)衍(yan)射(she)或(huo)紅外線(xian)光譜法進行檢(jian)驗,所鑒(jian)定的(de)(de)物質耐候鋼和碳(tan)素鋼在(zai)本(ben)質上是(shi)(shi)相(xiang)同的(de)(de),不(bu)能夠成(cheng)為(wei)(wei)表示前者有(you)優(you)秀(xiu)(xiu)耐候性結構的(de)(de)證據。能夠成(cheng)為(wei)(wei)證據的(de)(de)是(shi)(shi)內層(ceng)銹(xiu)的(de)(de)連續性,在(zai)這(zhe)(zhe)方面發現兩(liang)者有(you)很大的(de)(de)差(cha)異(yi)。


 另一方面,在(zai)(zai)(zai)分(fen)(fen)析銹(xiu)中含有的(de)(de)(de)(de)元(yuan)素時,耐(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)銹(xiu)中當然含有添加(jia)的(de)(de)(de)(de)合(he)金(jin)元(yuan)素。可是(shi),Copson 把含有最大0.5%Cu的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)及含有最大3.23%Ni的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)(zai)工(gong)業(ye)地(di)區經過1~3年暴(bao)曬試驗(yan)后(hou)的(de)(de)(de)(de)銹(xiu)進行化學分(fen)(fen)析的(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)(jie)果,以(yi)及松島(dao)等把耐(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)(zai)工(gong)業(ye)地(di)區經過1年暴(bao)曬試驗(yan)后(hou)的(de)(de)(de)(de)銹(xiu)進行化學分(fen)(fen)析的(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)(jie)果表明,無論浮銹(xiu)或黏附銹(xiu)在(zai)(zai)(zai)平均成分(fen)(fen)范圍內合(he)金(jin)元(yuan)素對(dui)鐵(tie)的(de)(de)(de)(de)濃度比與(yu)基體鐵(tie)相(xiang)同(tong),沒有發現濃縮(suo)。岡田等把工(gong)業(ye)地(di)區經過5年暴(bao)曬的(de)(de)(de)(de)耐(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)(gang)銹(xiu)層(ceng)斷面用EPMA 進行面分(fen)(fen)析及線分(fen)(fen)析的(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)(jie)果證明,Cu、Cr、P在(zai)(zai)(zai)外層(ceng)幾乎不存在(zai)(zai)(zai),反而(er)存在(zai)(zai)(zai)于(yu)內層(ceng)的(de)(de)(de)(de)非晶質層(ceng)中,其(qi)濃度既有與(yu)基體鐵(tie)相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)(de)部位,也有高于(yu)基體鐵(tie)的(de)(de)(de)(de)部位。最近三(san)澤等研究了在(zai)(zai)(zai)工(gong)業(ye)地(di)區經過26年暴(bao)曬的(de)(de)(de)(de)耐(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)(gang),其(qi)內層(ceng)濃縮(suo)元(yuan)素只有鉻。


 合金元素在(zai)(zai)銹(xiu)中(zhong)濃縮,其(qi)濃度高于(yu)基(ji)體鐵,這(zhe)一說(shuo)(shuo)法是被普遍(bian)認(ren)同(tong)的(de),雖(sui)然對于(yu)致密銹(xiu)還(huan)(huan)不能斷言,然而一般認(ren)為(wei)與外層(ceng)銹(xiu)相比多(duo)存在(zai)(zai)于(yu)非晶(jing)質銹(xiu)中(zhong),并(bing)認(ren)為(wei)它(ta)們(men)對非晶(jing)質銹(xiu)的(de)形成做出(chu)了某種貢獻。因為(wei)非晶(jing)質銹(xiu)在(zai)(zai)碳素鋼中(zhong)也有同(tong)樣程度的(de)生(sheng)成,所以認(ren)為(wei)與其(qi)說(shuo)(shuo)生(sheng)成非晶(jing)質銹(xiu)還(huan)(huan)不如說(shuo)(shuo)對連續(xu)銹(xiu)層(ceng)的(de)形成起了作(zuo)用更為(wei)妥當.關于(yu)該問題將在(zai)(zai)進行敘(xu)述。