太空中既沒有空氣也沒有水,為什麼金屬還會被氧化?

引言：世界各國為了解決嚴重的金屬生鏽問題，提出了多種多樣的解決方法，比如在金屬的外表塗上一層油漆、潤滑油，或者在鑄造的時候加入一些抗氧化的元素用來提升其抗腐蝕性。即使是這樣，為什麼宇宙飛船在太空中還是會生鏽呢？

我們在平時的生活當中，經常會見到一些金屬製品出現生鏽的現象，我們對此已經習以為常了。從科學的角度來說，生鏽其實是一種化學反應，而且本質上生鏽就是氧化反應。任何沒有防鏽措施的金屬在空氣中放置的時間久了就會出現鏽跡，就像沒有放進冰箱的食物在外面放久了就會餿掉一樣，這對於氧化反應來說只是一種宏觀表現。金屬容易出現生鏽現象曾經是困擾了人類很久的一個問題。不僅每年都要花費巨額的資金用於金屬的防鏽，而且回收生鏽的金屬同樣讓人頭疼。

不過隨著現在科學技術的發展，這些難題已經離人類越來越遠了。更多的金屬製品已經擁有卓越的抗腐蝕性能，由於這些產品在製造的過程中還添加了一些特殊的元素，比如錳、鎳、鋁等形成合金。通過這樣的方法不僅提升了金屬的防鏽性能，還能提高金屬的硬度，韌性，抗震等其他性能。目前最常見的合金就是不鏽鋼，主要由鐵、碳、鉻、鎳、鈦、錳等元素組成。不鏽鋼會隨著碳的添加，抗腐蝕性能會逐漸降低。所以為了良好的防鏽性能含碳量一般不會超過1.2%。

按道理說，生活中金屬氧化反應的主要原因是金屬與水和水中含有的氧氣發生了反應。所以對於身處太空的太空梭來說，應該不需要對防鏽性能有要求。但是事實是如此嗎？答案是否定的。雖然我們現在發明的材料已經很優秀了，但是太空梭每次從太空中返回地球，它的外殼已經被嚴重腐蝕，不能再繼續使用了。這到底是為什麼呢？從理論上來說，不是說因為金屬和氧氣和水反應才會生鏽嗎？為什麼太空中既沒有水，同時也沒有氧氣，為什麼太空梭還是會被腐蝕呢？

有科學家熱心地為我們解答了這個問題。他認為有三個原因導致太空梭也會被腐蝕。首先還是因為氧氣的原因，有些人對此就不理解了，認為太空中連空氣都沒有，更別談氧氣了。原來在太空梭進入太空之前氧化作用已經發生了。太空梭在地面準備發射的時候，外殼已經附著了豐富的氧元素。在穿越大氣層的時候，由於高速摩擦引起的高溫，使太空梭的外殼被嚴重的腐蝕。

第二，寒冷的太空的溫度通常在絕對零度以下，雖然低溫並不會引起氧化反應，但是造成的結果卻是和氧化反應一樣的。在這種極端的條件下，極低的溫度會直接影響金屬外殼內部原子的排列結構，加速金屬外殼的老化，甚至有時候會直接脫落。最後的原因是太空的輻射。眾所周知，太空人要穿著厚重的太空衣才能走出艙門，是因為太空中充滿了輻射。金屬也不例外，強烈的輻射使太空梭的金屬外殼直接發生反應，並不需要氧氣和水的存在，就能使太空梭逐漸被腐蝕。