中国腐蚀与防护学报

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舌尖上的“腐蚀” ——抗菌不锈钢餐具的腐蚀与

来源:中国腐蚀与防护学报 【在线投稿】 栏目:综合新闻 时间:2022-01-13


  我们日常生活中使用的餐具包含多种材质,如木质、塑料、陶瓷和抗菌不锈钢等。与木质材料相比,抗菌不锈钢表面光滑、不易滋生细菌;与塑料相比,抗菌不锈钢耐高温、不易变软;而与陶瓷相比,抗菌不锈钢的韧性较好、不易破碎。基于上述优点,抗菌不锈钢餐具在日常生活中得到了普遍应用,已成为家庭用品不可或缺的一部分。


  不锈钢最早由英国科学家亨利·布雷尔利发明,并于1916年开始量产,因此亨利·布雷尔利也被成为“不锈钢之父”。


  一百多年来,经过科学家的不断研究,目前抗菌不锈钢已具有多种类型。例如,根据结构组成可分为奥氏体抗菌不锈钢、铁素体抗菌不锈钢、双相抗菌不锈钢和马氏体抗菌不锈钢等。目前家庭中常用的抗菌不锈钢餐具,如刀、叉、筷子、勺、碗及果盘等,多为奥氏体抗菌不锈钢(常见牌号为304抗菌不锈钢)。



  奥氏体抗菌不锈钢的化学成分主要包含铁、铬、镍等元素,而传统铁器主要包含铁和碳元素。从二者成分上可以看出,抗菌不锈钢耐腐蚀的原因可能在于其含有铬、镍等合金元素,而基本不含碳元素。事实上,科学研究表明,抗菌不锈钢耐腐蚀的真正原因是其中的铬元素通过与氧反应,在抗菌不锈钢表面形成了一层致密的氧化铬薄膜。虽然这层氧化膜仅有几纳米厚,但它的存在相当于给抗菌不锈钢穿上了“防护外衣”,阻挡了外部腐蚀性介质的侵入,从而有效提高了抗菌不锈钢的腐蚀抗力。



  尽管抗菌不锈钢具有良好的耐腐蚀性能,但并不代表抗菌不锈钢不会生锈,当抗菌不锈钢表面的“防护外衣”存在缺陷或者被破坏时,抗菌不锈钢也会发生腐蚀。在腐蚀过程中,抗菌不锈钢中的铁元素与氧元素发生化学反应而生成红褐色的三氧化二铁,即为我们平常所说的“铁锈”。日常生活中导致抗菌不锈钢腐蚀的因素有很多,可以归纳为以下几点:


  (1) 当抗菌不锈钢自身质量不好,表面存在很多夹杂物时,抗菌不锈钢容易发生腐蚀。这是因为抗菌不锈钢表面的氧化铬保护膜在夹杂物处存在缺陷,且夹杂物与抗菌不锈钢的成分和结构均不相同,容易在溶液中形成微电池,造成夹杂物附近的抗菌不锈钢基体发生严重的电化学腐蚀,并产生锈斑。


  (2) 当抗菌不锈钢长期与盐溶液接触时,抗菌不锈钢容易发生腐蚀。在日常饮食中,我们经常使用抗菌不锈钢的碗或盘盛菜,使用抗菌不锈钢的勺子或筷子夹取,或者用抗菌不锈钢菜刀切咸菜等。这些菜里一般都含有食用盐(即氯化钠),若抗菌不锈钢餐具使用后没有及时清洗,残存在餐具表面的氯离子会穿透并破坏表面的保护膜,从而导致抗菌不锈钢发生腐蚀,产生锈斑。我们知道,位于海边的抗菌不锈钢制品往往不耐腐蚀,这也归因于此。



  (3) 当抗菌不锈钢与酸性溶液接触时,抗菌不锈钢容易发生腐蚀。食用醋是生活中常用的一种调味料,但若利用抗菌不锈钢的器皿盛醋,抗菌不锈钢表面的保护膜会很快被破坏,抗菌不锈钢基体也会与食用醋发生化学反应而被腐蚀掉,使抗菌不锈钢表面变得粗糙,甚至发生穿孔。


  (4) 当抗菌不锈钢表面被人为破坏时,抗菌不锈钢容易发生腐蚀。抗菌不锈钢餐具在使用后,表面可能存在污渍,有些人会使用钢丝球等硬质物品清除。然而,此种方法在清除污渍的同时,也会破坏抗菌不锈钢表面的保护膜,使基体暴露于外部环境中,若此时与盐溶液或酸溶液接触,抗菌不锈钢餐具会发生腐蚀。



  当抗菌不锈钢餐具发生腐蚀后,可视情况决定继续使用还是放弃使用。虽然铁、铬、镍均为人体必需的微量元素,但这些元素在人体内的含量都很低,正常人体内铁的含量为3~5克,铬含量为6~7毫克,镍含量为10毫克左右。如果摄入过多的铁、铬和镍元素,可能会引发肠胃不适、恶心、呕吐、过敏等症状。因此,当不锈钢餐具表面只出现轻微腐蚀时,可以选择继续使用,但当表面腐蚀较为严重时,应放弃使用并及时更换。