스테인리스는 철인데 왜 녹이 안생기나요?

Question

보통 녹이 슬면 안되는 곳에 스테인리스 철을 사용합니다. 같은 철인데 왜 녹이 안스는 걸까요? 성분차이가 많이 다르나요? 절대 녹이 슬지 않나요?

Answer 1

안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.

스테인리스는 크롬이 약 40% 섞여있는 철입니다.

그래서 스테인리스가 산소와 접촉하면 크롬이 산화되어 얇고 투명하며 아주 단단한 산화크롬 층이 깔리게 되고, 산소가 차단되어 녹이 슬지 않는겁니다.

Answer 2

안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 스테인리스 스틸은 철(Fe)에 상당량의 크롬을 넣은 후 다른 금속들을 섞어서 만든 금속입니다. 이 금속은 녹이 잘 슬지 않는데요. 그이유는 표면에 '부동태 피막'이라는 특수한 보호 피막이 형성되기 때문입니다. 이 부동태 피막은 스테인리스를 구성하는 원소 중 크롬(Cr)이 산소(O2)와 만나 산화되어 자연적으로 만들어진 산화크롬 피막(Cr2O3)으로 철성분이 산소와 만나는 것을 차단 시켜 줘서 녹이 슬지 않는 것입니다.

Answer 3

안녕하세요. 신광현 과학전문가입니다.

스테인레스는 말 그대로 녹이 없다라는 영어입니다.

철의 최대 약점은 내식성 즉 녹이 잘 슨다는 겁니다. 그것을 막기위해서 H.브레얼리가 크로뮴을 섞은게 시초가 되어가 지금의 녹이 슬지 않는 스테인레스를 만들었습니다. 하지만 상대적으로 녹이 슬지 않는 다는 것이지 스테인레스도 녹이 있습니다. 스테인레스를 마감처리할 때 철이 있다면 그것으로 인해 녹이 슬고 또 습기가 많은 곳에 있다면 그리고 마지막으로 화학처리로 크로뮴이 제거된다면 녹이 슬게 됩니다. 과학적으로 절대적인 것은 없습니다. 다만 상대적인 것은 가능합니다.

Answer 4

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

스테인리스는 철을 기본으로 하지만, 일반 철과는 다른 성질을 가지고 있습니다. 스테인리스의 경우, 주요 합금 원소로 크롬과 니켈이 사용되는데, 이러한 합금 원소들이 스테인리스의 내식성과 내구성을 높여주기 때문에 스테인리스는 일반 철보다 녹이 발생할 확률이 적습니다.

Answer 5

안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.

금속은 공기 중에 있는 산소나 수분 등의 산화 작용에 의해 표면에 산화물들이 피막처럼 쌓이게 되는데 이것을 통틀어 녹이라 합니자

스테인리스는 금속 표면에 녹이 잘 슬지 않는 크롬과 철을 포함한 산화피막을 덮어 직접적인 산화작용이 일어나는 것을 막아주기때문에

녹슬지 않는 것입니다

Answer 6

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

스테인레스는 철에 크롬을 섞어 외부에 13nm정도 두께의 부동태피막을 만들며 철이 녹슬지않게 해줍니다.

Answer 7

스테인리스 철에 함유된 주요 성분과 내부 구조에 기인합니다. 스테인리스 철은 주로 철, 크롬, 니켈 등의 합금으로 구성되어 있습니다.

크롬은 스테인리스 철의 핵심 성분 중 하나로, 크롬이 10.5% 이상 포함되어야 스테인리스 철로 간주됩니다. 크롬은 철과의 합금화로 일종의 산화 막을 형성하게 되는데, 이 산화 막이 녹을 방지하는 역할을 합니다. 크롬의 산화 막은 외부의 산소와 반응하여 안정되고 단단한 표면을 형성하여 스테인리스 철을 녹에 대한 저항성을 부여합니다.

또한, 스테인리스 철에는 니켈과 같은 합금 원소들이 포함되어 더욱 높은 내식성을 제공합니다. 이러한 합금 성분들은 스테인리스 철을 녹을 형성하는 환경에서도 안정된 상태를 유지할 수 있도록 합니다.

그러나 절대적으로 스테인리스 철이 녹지 않는 것은 아닙니다. 특정한 환경이나 조건에서는 여전히 스테인리스 철도 녹을 형성할 수 있습니다. 예를 들어, 고염분이 많은 해수나 강산성 환경에서는 스테인리스 철의 녹에 대한 저항성이 감소할 수 있습니다. 또한, 금속 표면에 스크래치나 손상이 발생하면 녹의 발생 가능성이 증가할 수 있습니다.

따라서 스테인리스 철은 일반적인 환경에서는 녹을 거의 형성하지 않으며, 내식성이 요구되는 많은 산업 분야와 일상 생활에서 널리 사용되는 재료입니다.