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鏽：自然與金屬間無止境的角力

為了解決不鏽鋼鉚釘的問題，作者沃爾德曼 這樣論述：

鏽是無情的敵人，它不眠不休，不斷提醒我們， 世界上每一樣東西都會腐朽， 而我們無法使時光倒流，只能盡力讓時光靜止。 　　鏽是世間「最強毀滅者」， 　　是美國國防部認定的「普遍性威脅」。 　　鏽蝕毀壞汽車，折斷橋梁，使船隻沉沒，引發房屋火災， 　　還差點弄垮自由女神像！ 　　鏽蝕一視同仁，無法完全阻斷，只能延緩， 　　美國每年為了對抗鏽蝕花費高達四千億美元的代價， 　　超過其他自然災害的總和， 　　鏽蝕幾乎全面侵入我們的生活， 　　而我們卻幾乎對它一無所知。 　　作者帶領我們深入北極圈，看「小豬」如何偵測出油管內的鏽蝕； 　　領我們進入罐頭學校，我們才知道原來抗鏽還要靠塑膠的幫忙； 　

　還介紹鮮為人知的抗鏽工程師，原來這是一門挺賺錢的行業； 　　我們原只知道鏽色斑駁惹人嫌， 　　而此書描述的相關故事卻出乎意料的絢爛引人。 名人推薦 　　這本書講到鏽的成因、後續結果，特別是描述了致力於抗鏽的那些人，全書視角廣泛，引人入勝。沃爾德曼把鏽講得閃閃發亮。──《紐約時報》 　　引人矚目……沃爾德曼高明的把科學與技術的元素相結合。──《華爾街日報》 　　引人入勝……才氣縱橫，沃爾德曼就是有本事讓每一章的故事都閃閃動人。看到鏽蝕，我們竟然也可以如此興奮。──《自然史》（Natural History） 　　鏽蝕永不止息，忙於摧毀我們的世界，不停歇的破壞舉動，擊落了飛機，讓船舶沈

沒，瓦解車輛，讓許多無價之寶化為烏有，並犯下許多其他鏽蝕之罪。沃爾德曼以我們與氧化鐵的長期戰爭，寫出這場無止境戰爭的動人洞見。──《發現》（Discover） 　　太迷人了，沃爾德曼跑去罐頭學校，訪問鏽專家，參觀阿拉斯加油管，這所有的探險行動，映照出致力於讓我們生活如常的抗鏽眾生相。他讓鏽這沈悶陰暗的物質，都閃亮了起來。──《科學美國人》 　　欲罷不能，這本書一再讓我大開眼見，充滿驚喜。寫得太好，太迷人了。──《書單》（Booklist） 　　太棒，太迷人了。與約翰‧麥克菲（John McAfee）蘇珊‧歐琳（Susan Orlean）同等級。──瑪莉‧羅曲，《大口一吞然後呢？》、《打包

去火星》作者 　　在這本非凡的書中，沃爾德曼以我們星球最古老、最普遍的化學反應為起點，進行一場文學之旅。書裡包含一點冒險，一點智力探索，一點趣味，讀完本書，你看待生命與鏽的態度，會完全不同。—黛博拉．布魯姆 ，《落毒事件簿》作者 　　生動有趣，這個有趣的閱讀讓我們明白，生活中每一樣我們覺得理所當然、無關僅要的事，對其他人而言可能相當重要。──《出版者周刊》 作者簡介 沃爾德曼Jonathan Waldman 　　曾為《戶外探索》、《華盛頓郵報》、藝文雜誌《麥克斯威尼》（McSweeny's）等許多媒體撰稿，興趣多元，除了藝文方面的才能，也當過堆高機司機、樹藝師、夏令營指導員、廚師。

　　成長在華盛頓特區，在達特茅斯學院學寫作，於波士頓大學受科學新聞訓練，也曾是科羅拉多大學斯克里普斯環境新聞研究員。在環境新聞領域深耕多年，因此能以常人所未見的角度，寫出鏽蝕這個我們欲除之而後快，卻常忽視的重要題目。《鏽：自然與金屬間無止境的角力》是他的第一本書。 譯者簡介 陳偉民 　　華文世界重要的科普作家。國立台灣師範大學化學系畢業，曾任國中理化科及高中化學科教師，目前從事高中教科書編寫，科普寫作及翻譯等工作，作品散見《科學教育月刊》、《青年世紀》、《發現》、《幼獅少年》、《中國時報》等報章雜誌。 　　譯有《改變世界的七種元素》、《打造化學力》、《觀念化學小學堂》、《神奇酷科學》

、《神奇酷數學》；著有《智多星出擊》（Ｉ、Ⅱ集）、《天才小玩子》、《誰殺了大恐龍？》、《大家來破案》（Ｉ、Ⅱ集）及《如何學好中學化學》等書。 序：一艘破舊的船 前言：無所不在的威脅 1.    自由女神也落難 2.    金屬無法逃脫的命運 3.    真正的鋼鐵人 4.    鋁罐的抗鏽法 5.    她最能看出鏽的美 6.    防鏽大使 7.    鋅鋪成的防鏽路 8.    別惹防鏽專家 9.    小豬偵察任務 10.    防鏽是技術還是詐術？ 11.    抗鏽前景 防鏽，永不止息 不鏽的感謝 序 一艘破舊的船 　　關於船有很多種說法。有人說，船是水中的一

個洞，讓你把錢丟進去。他們說船（boat）就是「再拿出一千塊來！」（Bring Out Another Thousand！）的意思。有人說，擁有船及駕船的快樂，好比穿著整齊後以冷水淋浴，接著用手撕破一張張二十元美鈔。因此，也有人說，船東一生中最美好的日子，除了買船的那天之外，就是賣船的那天。 　　儘管有那麼多深具智慧的說法，我還是買了一艘約十二公尺長的船。那是2007年底的事。當時這艘船停泊在墨西哥的聖卡洛斯（San Carlos），科特斯海（Sea of Cortés）邊一個美麗的碼頭上。那個地方有許多棕櫚樹和大莊園，西邊是閃閃發光的深海水面，東邊是起起伏伏的火山，頭頂是索諾蘭州（Sono

ran）萬里無雲的天空。我和兩個朋友各出三分之一的錢買下這艘船。彼時我認為我們賺到了，不過其實是美麗的碼頭讓我們沖昏了頭。 　　當時我們這艘單桅帆船已經三十歲，而且絲毫不掩飾年歲。甲板上的每根螺絲都有一點環狀的鏽，支柱、艏部的欄杆和護欄上都有鏽斑，一片一片的鏽痕由上舷一路延伸到下方。桅杆上的鉚釘上蓋著一團白色粉末。艏部三角帆的軌道腐蝕得非常嚴重，以致於下面有一團黏糊。有一些穿透船身的青銅製管路已經呈現可怕的綠色，而海底閥門有很多都腐蝕到不能動。不鏽鋼水箱也鏽了，而且還會漏水。 　　她的外表一開始就這麼慘不忍睹，我們真該把她取名為「無光號」（Unshine），從原來的名字「日光號」（Suns

hine），很容易就可以改成這個名字。結果，我們卻選了一個難懂的希臘字眼Syzygy當船名，沒人知道那個字究竟怎麼唸，當時也不知道它的意思。 　　但是如果「朔望號」（Syzygy）只有外表上的缺陷，我們不會太在乎。我們駕著她出航，駛出碼頭的半途中，柴油引擎就因為熱交換器上堆滿成塊的鏽而過熱。縮摺帆鉤鏽得太厲害，在第一次要把主帆收捲起來時，就突然折斷。滑車卡住了，絞車緊到沒有什麼機械利益可言。風向標幾乎快掉下來。儀器都不能動，因為纏繞著穿過艙底水的銅線徹底腐蝕，無法導電。接環、螺旋扣、U形鉤銷、定鏈眼板、靠板、捲帆器軸承、引擎零件、錨機軸──能生鏽的東西每樣都生鏽了。 　　水、鹽、空氣和時間

，各盡本分的對這艘船造成傷害，也侵蝕了我的銀行帳戶。鏽就這麼一路腐蝕掉我的人生…… 前言 無所不在的威脅 　　鏽害得橋梁崩塌，數十人因而喪命。它至少在核能電廠害死了一堆人，幾乎造成爐心熔毀，且一直找那些貯存的核廢料麻煩。在冷戰高峰期，它把咱們威力最強大的核武器變得不成器。信不信由你，鏽曾經害美國最大的油管關閉，不得不和OPEC（石油輸出國家組織）協商。它害得軍用噴射機及軍艦無法執行任務，造成一架F-16戰鬥機及一架休伊墜毀，並使一架商用機的機身在飛行途中解體。 　　在1970年代，它也和許多房屋的火災脫不了關係，當時因銅的價格急速上漲，許多電工只好把銅製電線換成鋁線。最近，在稱為「腐蝕

界的傷寒瑪麗」事件中，美國維吉尼亞州的許多房屋，因為火爐用了含硫化鍶的中國製石牆，結果兩年內，屋子裡的銅管、銅線及冷氣機線圈就鏽壞了。 　　美國南北戰爭期間，南軍曾用十英寸（25公分）鑄鐵製巨砲攻擊南卡羅來納州的薩姆特堡，一百五十年後，鏽展開了反擊。為了防鏽，美軍動用了海洋級環氧樹脂及濕度感測計。鏽會先讓貨櫃船的速率慢下來，最後藉由推進器突如其來的脫落，終於害整艘船完全不動。它造成了人孔裡的數百次爆炸，炸飛了洗衣機，把熱水器炸得穿破屋頂，飛到半空中。 　　鏽會堵住火災灑水器的噴水口：這是氧化的雙重詛咒。它先破壞燃料箱，接著再破壞引擎。它會破壞武器，耗損消音器，摧毀高速公路上的欄杆，在混凝土

裡像癌症一樣散播開來。它還會讓地下室有破洞。 　　在舊金山東北方四十公里處，全美國最大、最麻煩的鏽蝕物正停在休森灣（Suisun Bay），令我的朔望號相形見絀。理所當然，這支國家防衛後備艦隊隸屬美國運輸部，運輸部簡直就在扮演上帝，努力滿足人員與機械需求。 　　許多人每天檢查這些船，在早期無法可管的時代，有許多老舊的商船會被拖到外海擊沉。現在這些船太脆弱了，無法拖吊出去、重新油漆，而且也不值得拖到德州拆解。但由於別無其他選擇，最後它們還是到德州去了。 　　更混亂的是，在2006年，美國海岸防衛隊堅持這些船在移動之前，必須把船殼上有侵略性的蚌類清理乾淨，然而加州水質管理局要求，進行上述清理

時不可汙染海灣，而且威脅每天要罰運輸部轄下的海事局25,000美元，直到想出解決方案為止。 　　環保團體對此提出訴訟，要求進行研究。當十位生物學家、生態學家、毒物學家、統計學家、模型專家及製圖專家在收齊蛤和貽貝，並採集數百件沉積物的樣本時，這些船正持續不斷的鏽蝕。出乎意料的是：它們確實會汙染港灣。至少已經有二十噸的鉛、鋅、鋇、銅及其他有毒金屬由船上落入海水。 　　參議員范士丹（Dianne Feinstein）一向對加州每項環保議題都有看法，但是這支後備艦隊要怎麼處理，動輒得咎，連她也不敢公開表示看法。 　　出乎意料的敵人 　　在另一段海岸，西嶼海軍航空基地裡，美國海軍實驗室裡二十四位

穿著夾腳拖的雇員，正在棕櫚樹下全力研究抗腐蝕的漆。因為鏽一直折磨著海軍，所以早在1883年，在這個地方成為航空基地之前，海軍諮詢委員會就在這裡測試抗腐蝕的配方。今天的漆有的有自癒功能，有的可以在水裡使用，有些在遇到鏽時會變色──然而鏽還是依然在折磨海軍。 　　事實上，鏽是這支地球上最強海軍的頭號威脅。藉由各項檢測標準，並根據許多海軍上將的說法（這些人說話的口氣，好像他們受雇於運輸部），地球上最強大的海軍正逐漸輸掉這場戰役。某一年，美軍部門年度維修會議的名稱就是：大哉鏽。佛羅里達州西嶼實驗室的座右銘是：「我們信仰鏽。」 　　據說發生在船上的那些事，也會發生在汽車上。他們常常這麼說：「在寂靜的

夜裡，你可以聽到福特的生鏽聲。」在俄亥俄州，鏽每年大約會讓汽車減輕約四公斤半，在夜裡，對你的耳朵而言，那相當於十四克的金屬音樂。這種症狀也發生在鏽帶以外的區域，且不限於福特汽車。 　　自從1972年以來，美國國家公路交通安全局已經命令福斯汽車召回七十五萬輛尚酷、衝擊者、免子及捷塔（Jetta）等燃料泵生鏽的車款，以及幾乎同樣多輛剎車線生鏽的車款。在國家公路交通安全局的堅持之下，馬自達召回了超過一百萬輛惰輪柄生鏽的汽車，本田召回了將近一百萬輛外殼生鏽的車輛。克萊斯勒召回了五十萬輛前懸吊系統生鏽的汽車，速霸陸召回了數目幾乎一樣多，而其他零件生鏽的汽車。福特召回了一百萬輛引擎蓋閂扣生鏽的探險家，和

將近一百萬輛彈簧易生鏽的水星和金牛座，還有將近四百萬輛SUV越野車及皮卡貨卡因為巡航控制系統開關腐蝕，可能導致停止中的車輛著火而召回，成為史上規模第五大的召回行動。日日夜夜，你都會不斷聽到這一類的消息。 　　鏽會攻擊車門檻板、門鉸鏈、門閂扣、淺盤形地板、外殼、燃料管、安全氣囊感測器、剎車、軸承、球形接頭、換檔拉索、引擎電腦及油壓管，導致方向盤耗損、輪子耗損、換檔耗損、燃料箱耗損、剎車失靈、安全氣囊失靈、雨刷失靈、車軸失靈、引擎失靈，以及在高速行駛中引擎蓋突然彈開。 　　電影「回到未來」裡穿越時空的DeLorean跑車，車身用不鏽鋼打造，舊款的荒原路華四驅車在底盤鍍鋅，有些1965年製的勞斯

萊斯的底部鍍了鋅，但是很少汽車公司能夠避開腐蝕的糾纏。現代、日產、吉普、豐田、通用、五十鈴、鈴木、賓士、飛雅特、標緻、凌志、凱迪拉克全都曾因為生鏽而召回汽車。泛世通（Firestone）曾因生鏽問題召回數百萬個鋼絲輻射輪胎。 　　克雷布魯克（Joan Claybrook）是美國國家公路交通安全局的消費者權利保護組織「公民」（Public Citizen）的主席，他在2003年曾經這麼說：「他們為了召回汽車所捏造的名目，比卡特先生的護肝藥丸廣告還要多。」 　　雖然如此，國家公路交通安全局從來都不曾為鏽捏造名目。永遠都是腐蝕惹的禍。美國研究腐蝕的教父，冶金工程師方塔納（Mars Fontana

）有一次開玩笑說，除了他定義的八種腐蝕的形式外，還有一種額外的形式，稱為「汽車腐蝕。」 　　自古以來的威脅 　　鏽真的無所不在，連《聖經》在描述它時，都流露出失敗主義。「不要為自己積攢財寶在地上，地上有蟲子咬，能鏽壞，也有賊挖窟窿來偷。」〈馬太福音6：10〉如是說。如果大自然會破壞你的努力，其他人又陰謀要盜取它，何必拚命？猶太人有句諺語描述了同樣的宿命：「麻煩之於人，正如鏽之如鐵。」鏽無堅不摧，以致於英國海軍部在1810年拒絕把木造船改成鐵殼船。皇家海軍認為「鐵不會游泳。」 　　連外太空都有鏽，那是氮原子（而非氧分子）造成的，對美國航太總署（NASA）而言，抗鏽也是不小的挑戰。 　　鏽

無所不在。難怪生鐵鍋要塗油，難怪銅製電線上要塗漆，難怪燈泡裡不能有氧，難怪火星塞上的電極是由釔、銥、鉑或鈀等金屬製成，難怪重大的牙科手術要花一大筆錢。美國最高階的防鏽官員稱鏽為「無所不在的威脅」。 　　幾乎每種金屬都會生鏽。鏽會留下明顯的疤痕，把鈣變成白色，把銅變成綠色，鈧變成粉紅色，把鍶變成黃色，把鋱變成紫紅色，把鉈變成藍色，也會把釷先變灰色再變成黑色。鏽也把火星變成紅色。在地球上，它賦與大峽谷、磚塊、墨西哥磁磚及血液顏色。鏽是無情的敵人，它不眠不休，不斷提醒我們，金屬和我們一樣都會腐朽。 　　如果請「廣告狂人」影集中的主角卓柏（Don Draper）來為金屬定調，他會說它像少女；美貌鮮

有人能匹敵，不可思議的迷人；但也要求受到時時關照，最好小心看護，因為很快會年華老去，而且還楊花水性。而這就是現代社會最重要的材料！ １　自由女神也落難1980年5月10日星期六那天，她的守護者睡到很晚。莫菲特（David Moffitt）大約在八點醒來，然後穿上休閒服。他喝了一杯咖啡，走出他位於自由島的磚房，到南邊的花園拔草。身為訓練有素的花卉培育專家，他曾參與詹森總統夫人美化華盛頓特區的工作，當時他擁有一座美麗的菜園。現在他擔任自由女神像國家紀念園區的主管，同樣擁有一座美麗的後院。像平常的休假日一樣，他準備做一點園藝工作，然後帶太太和三個小孩到曼哈頓，在市中心購物或在中央公園騎腳踏車。今天

是晴朗的日子，溫度大約為10℃，有一股穩定的微風由西南方吹過來。莫菲特跪著修剪玫瑰，幾小時後，他的主任管理員田納特（Mike Tennent）跑過來告訴他，有兩個人正沿雕像的外面攀爬。這倒是頭一遭。莫菲特抬起頭往上看，他淡褐色的眼睛努力聚焦，確定田納特說的沒錯。在他的休假日發生這種事，太過分了。莫菲特的房子離雕像大約一百三十公尺，在跑向那裡的路上，他聽到其他遊客由基座底部向上方的攀爬者吼叫。「混蛋！」他們喊道：「變態！」遊客的參觀受到干擾，他們反對這種行為，因為知道這種情況不可能以對他們有利的方式結束。莫菲特和遊客一樣生氣，但理由不一樣。他認為這些攀爬者正在褻瀆女神像，而且可能正在破壞它。四十

一歲的莫菲特有茂密的深褐色頭髮，並帶著休士頓口音，他得到這個工作（因為要與世隔絕，而被認為是辛苦的差事）是因為他在維護工作上的紀錄非常良好。這座島和雕像都已經年久失修，國家公園管理處承認，它的維護計畫徹底不足。近十二年來，莫菲特是第一位全職主管。在跑往雕像的半路上，莫菲特停下腳步，看著攀爬者展示一面旗幟。紅色的粗體字寫著「自由遭迫害」，下一句是「釋放普拉特（Geronimo Pratt）」。這時他才弄清楚，這兩位攀爬者是來鬧事的。雖然他不知道普拉特是誰，但知道這兩個傢伙是來抗議的。而且他也知道這種情況該怎麼解決。他看過電視上的報導，紐約警方有一組人員專門把人從高處驅離，他決定打電話給這些人。他

轉頭走進辦公室，下令疏散島上人員。至於雕像內部，則透過廣播系統宣布：因為作業問題，要求遊客移至碼頭區。接下來，莫菲特由辦公室打電話給波士頓的國家公園管理處地方督導辦公室。這些事他做過幾次了，而且命中注定還要再做好幾次。

不鏽鋼鉚釘進入發燒排行的影片

雙金屬微端鍛成形之研究

為了解決不鏽鋼鉚釘的問題，作者林軒憶 這樣論述：

金屬零件已廣泛地應用於各種產業，不僅製作技術不斷地推陳出新，材質的選用也受到重視。藉由結合不同金屬製作的元件可同時呈現材質的特性，提供高強度、輕量化或耐腐蝕等性能。然而，此類元件的製程特性仍有待深入研究。本研究使用純銅圓環與不鏽鋼圓柱體組合的胚料，採用二個成形道次進行端鍛成形實驗以製作微型雙金屬元件，探討預成形道次之沖頭型式對製程的影響。純銅圓環的內徑、外徑及高度分別為 1 mm、2 mm 及2.5 mm；不鏽鋼圓柱胚料的直徑與高度分別為1 mm與5.5 mm。本研究量測端鍛元件的尺寸，並使用光學顯微鏡觀測元件剖面，以瞭解沖頭型式對成品鼓脹變形與兩種金屬界面結合情形的影響。研究結果顯示，微端

鍛成形使用平沖頭時，所製作的元件有較小的鼓脹變形與較佳的金屬流動，但於兩種金屬界面有空腔產生；凹沖頭造成元件外觀鼓脹且有挫曲現象，內部有空腔現象；凸沖頭外觀呈現明顯疊料，且內部產生空腔與裂痕。此外，平沖頭製程的預成形與成品道次的成形負荷皆低於凹沖頭與凸沖頭製程的負荷。本研究建議使用平沖頭或改良凹沖頭於雙金屬微端鍛製程，將有利於均勻變形與減少成形負荷。

五金應用(再版)

為了解決不鏽鋼鉚釘的問題，作者王乙芳 這樣論述：

　　「五金」在室內裝修的施工中應用 非常廣泛，但由於長期對應用金屬工法與工件的漠視，造成了許多室內設計新入門者對此領域有不易駕馭的陌生感。 　　 本書主要為室內設計師及有心在設計領域發揮創意的人，提供一個較簡單的參考工具。透過本書，不但能對五金配件的設計、工件選用、加工程序等概念有一基本常識，在與施工人員溝通時，亦能進而確切地表達設計需求，使裝修作件之實用機能充分發揮，讓讀者在應用五金常識於室內設計之實務工作上更趨靈活。

螺絲冷鍛成形導致加工硬化之研究

為了解決不鏽鋼鉚釘的問題，作者鄧華生 這樣論述：

加工硬化或形變硬化，即金屬材料隨塑性變形而引起強度升高的行為，反映材料在均勻塑性變形中抵抗進一步變形的能力。它是工程材料力學行為最重要的現象，也是金屬作為結構材料被廣泛應用的重要依據。由於螺絲成形時，公模受到來自電動機驅動皮帶，進而帶動飛輪所產生的直線衝擊成形素材胚料，該胚料順著母模腔體的形狀成形，所造成的塑性變形，將使素材胚料產生加工硬化，進而增加材料的硬度與抗拉強度等機械性能。本研究便嘗試著研究螺絲扣件，在一模二沖打頭機(1-Die 2-Blow Screw Head Making Machine)中，所產生的加工硬化現象，對扣件品質所造成的影響。研究過程中將先針對成形後之扣件，以金相顯

微鏡觀察胚料在成形前，和成形後之晶粒結構變化。接著以微小硬度機在扣件螺絲上，每隔0.2mm距離進行硬度測試分析，以了解該扣件成形後在硬度上的分布情形；最後以萬能材料試驗機作拉伸試驗，以求得其在抗拉強度上的變化。上述實驗將搭配DEFORM 3D有限元素分析軟體，從5種不同線徑，來找出最適合成形的線徑，並透過成形後工件之應力、應變、速度場分布，與模具應力分析，來解釋加工硬化對機械性質所產生的影響。研究結果指出螺絲的成形縮減率越大，則抗拉強度與硬度數值越高，加工硬化的效果也越明顯，其金相組織則是從原本較大的晶粒，經過加工成形漸縮變成較小與狹形狀。模擬結果也顯現出近似的結果，如胚料外徑差距愈大時，材料

內部所產生的等效應力也愈大，此時胚料之流速也越快。關鍵字：加工硬化、塑性變形、螺絲扣件、拉伸試驗、有限元素分析