După cum știm cu toții, produsele metalice cu fier ca componentă principală de obicei rugini, dacă nu sunt protejate corespunzător (cu excepția oțelului inoxidabil). Acest lucru se datorează faptului că atomii de fier de pe suprafața metalului se combină cu oxigenul în aer pentru a produce oxid de fier. Oxidul de fier apare maro roșiatic, care este rugina comună, așa cum se arată în figura de mai jos.
Motivul pentru care oțelul inoxidabil nu ruginește este faptul că compoziția sa chimică conține nu mai puțin de 10,5% crom. Când oțelul inoxidabil este expus la aer sau apă, elementul de crom va reacționa cu oxigenul înainte de fier și va forma un strat de pasivare foarte dens, protejând astfel matricea din oțel inoxidabil de oxidarea și coroziunea ulterioară.
De fapt, aluminiul este același cu fierul. Aluminiul și aliajele sale vor reacționa, de asemenea, cu atomi de aluminiu pe suprafața lor și oxigen în aer pentru a produce oxid de aluminiu, dar culoarea este gri sau gri închis, nu rugină. Cu toate acestea, acest oxid de aluminiu joacă aceeași funcție ca oxidul de crom din oțel inoxidabil, formând un strat de protecție pe suprafața metalului pentru a preveni oxidarea ulterioară a metalului intern, așa cum se arată în figura de mai jos.
În practică, am văzut unele părți din oțel care se ruginau deosebit de prost, iar unele chiar ruginind, așa cum se arată în figura de mai jos, în timp ce aluminiul este rar. Mă întreb dacă aveți o întrebare aici: de ce oxidul de aluminiu și oxidul de crom pot forma un strat de protecție, dar oxidul de fier nu poate?
De fapt, cheia aici este dacă stratul de oxid format este dens sau nu. Dacă stratul de oxid este foarte dens, este dificil pentru compuși corozivi externi (cum ar fi cloruri, sulfuri etc.) să intre în interior pentru a coroda metale noi, astfel încât nu va apărea o coroziune suplimentară. Figura următoare este o comparație a oxizilor de aluminiu și fier. Oxidul de fier este liber și poros și este ușor de decojat, în timp ce oxidul de aluminiu este dens și se potrivește strâns cu substratul.
Atunci se pune întrebarea din nou, de ce oxidul de fier nu este dens și nu este potrivit? Acest lucru necesită o cunoaștere mai aprofundată a chimiei și fizicii pentru a explica. Datorită complexității principiului ruginii, nu este clar într -una sau două propoziții, dar putem pur și simplu să o explicăm:
De fapt, dacă aerul este absolut uscat (fără umiditate), oxidul de fier (fie FE2O3 sau Fe3O4) este, de asemenea, un compus stabil care nu va provoca decojirea suprafeței și coroziunea ulterioară a metalului intern. Motivul real pentru ca rugina să cadă și să corodeze interiorul este oxidul de fier hidratat Fe2O3 · NH2O și Hydroxid de fier (Feo (OH) Fe (OH) 3), care sunt principalele componente ale ruginii pe care le vedem în viața de zi cu zi. După ce hidroxidul de fier hidratat se combină cu fierul, acesta se extinde în volum și este ușor de umflat și de crăpat. Pe de altă parte, acesta îl face, de asemenea, incapabil să adere eficient la matricea de fier și este ușor de eliminat. Odată ce sticla dezvăluie noul metal de dedesubt, acesta se va oxida și se va rugina din nou, iar apoi ciclul se va repeta până când toate metalele sunt ruginite și corodate.
În condiții normale, oxidul de aluminiu nu va reacționa cu apa și nu va „rugini” ca fierul, dar se va coroda în anumite condiții dure. De exemplu, în condiții de acid puternic sau alcalin puternic, rata de descompunere a stratului de oxid pe suprafața aluminiului va fi mai mare decât rata de generare. Pentru a evita această situație, aluminiul fără niciun tratament de suprafață trebuie utilizat în intervalul de pH de la 4,5 până la 8,5.
O altă cauză comună a coroziunii aluminiului este coroziunea electrochimică. Când două metale diferite sunt cufundate în apă, se formează o baterie sau un circuit slab. Acest lucru face ca electronii să curgă între metale, epuizând mai activă electrochimic dintre cele două metale. Aluminiul are un potențial electrochimic mai mare decât majoritatea celorlalte metale, așa cum se arată în figura de mai jos. Prin urmare, dacă se formează un circuit între aluminiu și oțel ușor sau oțel inoxidabil, aluminiul se va coroda rapid.
Imagine din manualul de prevenire a coroziunii și coroziunii
Prin urmare, nu înseamnă că aluminiul nu este predispus la rugină și coroziune și nu este necesar un tratament anti-coroziune de suprafață. Atunci când aluminiul este expus riscului de coroziune, este încă necesar un tratament adecvat, cum ar fi anodizarea, acoperirea cu pulbere, izolarea izolației etc.(文章来源: iMechanics 机械)
