本文来源：美国摩擦学者与润滑工程师协会（STLE），网址：http://www.stle.org/
根据央视的报道，8月2日早上，江苏昆山中荣金属制品有限公司的汽车轮毂拋光车间在生产过程中发生爆炸。爆炸造成了巨大的人员伤亡事故，目前公布的初步原因是粉尘遇到明火。
多年来，工厂里会遇到一种奇怪现象：金属粉末自燃——金属加工中产生的金属粉末突然发热、冒烟，有些情况甚至自燃。我们的印象中，金属和燃烧、冒烟甚至爆炸似乎扯不上关系。那么，金属粉末为什么会自燃？原因是金属氧化腐蚀。
你可能用过一次性暖手袋，巴掌大小，冬天可以用来取暖，有些人又叫做暖手宝，使用时撕开包装，暖手宝就会逐渐发热，可以用上几小时。这种暖手袋的发热原理就是一种氧化放热反应，暖手袋里的原料是铁粉、碳粉、水，还加入了一些无机盐起到加速氧化腐蚀过程。撕开包装，让空气里的氧和这些混合物接触，然后氧化腐蚀就开始了。水和氧气把铁粉氧化掉，放出大量的热，氧化过程中放出的热量就起到“自发热”的作用。这种小剂量的金属粉末氧化是可控的，并且为我们所用。但是，如果湿热的空气里存在大量的金属细粉，却可能诱发危险事故，金属粉末可能会自燃，反应速度如果很快甚至会造成爆炸。如果这些金属粉末上还有油渍，或者周围环境存在油雾，那么更容易引发金属自燃。
我们通过实验，来研究铁粉的自燃反应。在实验室中，取一只烧杯乘入自来水，放入20克铁粉，然后把烧杯隔热。试验中用的水是自来水，每次用量有所区别。测量实验中生成的热量，实验结束后我们得出如下结论：
1）只需要12分钟，铁粉的温度就从17℃上升到了87℃（图1）；
2）生铁粉生热最多，远高于钢粉；铝粉和生铁粉混合后，生热效应与生铁粉差不多（图2）；
3）反应中产生的热量与湿度有关，当水分含量在10~15%时（重量比），生热最多；
4）磨蚀会加剧放热：摩擦和振动引起磨蚀，使金属表面的氧化层脱落，新鲜的铁粉又接触到氧气然后再氧化。
5）对于铁粉的氧化试验中，防止生热的最有效方法是：
a.立即切断空气源（氧气）；
b.或者喷洒腐蚀抑制剂或者防锈剂来减缓氧化腐蚀的过程。
6）喷洒浓度为0.5%的腐蚀抑制剂（无油型）之后，温度最高只上升到了29℃（图4）。不同的防锈剂效果不一样，腐蚀抑制剂的种类和浓度对抑制氧化升温的效果有影响，试验中应注意对照。喷洒工具可以采用普通的喷雾器，或者专用的工具。喷洒过程中，关键要把防腐蚀剂渗透到铁粉深处和铁粉底部，而不是只喷洒在铁粉表面和顶部区域。
有一个问题就是：金属加工液里含有防锈/防腐蚀剂（rust and corrosion inhibitors），可以避免金属腐蚀。铁粉在加工过程中会残留一些金属加工液，为什么金属加工液里的防腐剂不能阻止铁粉氧化，也就是防止金属粉末自燃？答案是，金属加工液里的防锈防腐蚀剂确实一定程度上能抑制氧化，但是作用微乎其微，因为金属粉末很多，相比之下添加剂太少，很快就会耗尽。
图 2 – 不同金属的粉末升温曲线对比
图3 – 水分含量不同的情况下，生铁粉的温度增长曲线图
图4 – 添加两种不同的防锈剂后，抑制温度增长的效果对比图
除了铁粉，很多粉末都可能发生自燃甚至爆炸，一般比较容易发生爆炸事故的粉尘大致有铝粉、锌粉、硅铁粉、镁粉、铁粉、铝材加工研磨粉等，应根据金属加工或者其它制造过程中产生的粉末类型进行专门的燃烧机理研究，做出相应的应对措施。要注意一点，大多数金属粉末燃烧时不能使用水去灭火。
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