Jak wszyscy wiemy, metalowe produkty z żelazem jako główny składnik zwykle rdzewieje, jeśli nie jest odpowiednio chroniony (z wyjątkiem stali nierdzewnej). Wynika to z faktu, że atomy żelaza na powierzchni metalowej łączą się z tlenem w powietrzu w celu wytwarzania tlenku żelaza. Tlenek żelaza wydaje się czerwony brąz, który jest wspólną rdzą, jak pokazano na poniższym rysunku.
Powodem, dla którego stal nierdzewna nie rdzewieje, jest to, że jej skład chemiczny zawiera nie mniej niż 10,5% chromu. Gdy stal nierdzewna jest narażona na powietrze lub wodę, pierwiastek chromu będzie reagował z tlenem przed żelazem i tworzy bardzo gęstą warstwę pasywacyjną, chroniąc w ten sposób matrycę stali nierdzewnej przed dalszym utlenianiem i korozją.
W rzeczywistości aluminium jest takie samo jak żelazo. Aluminium i jego stopy będą również reagować z atomami glinu na ich powierzchni i tlenem w powietrzu, aby wytwarzać tlenek glinu, ale kolor jest szary lub ciemnoszary, a nie rdza. Jednak ten tlenek glinu odgrywa tę samą funkcję, co tlenek chromu w stali nierdzewnej, tworząc warstwę ochronną na powierzchni metalu, aby zapobiec dalszemu utlenianiu metalu wewnętrznego, jak pokazano na poniższym rysunku.
W praktyce widzieliśmy, jak niektóre stalowe części rdzewieją szczególnie źle, a niektóre nawet rdzewieją, jak pokazano na poniższym rysunku, podczas gdy aluminium jest rzadkie. Zastanawiam się, czy masz tutaj pytanie: dlaczego tlenek glinu i tlenek chromu mogą tworzyć warstwę ochronną, ale tlenek żelaza nie może?
W rzeczywistości kluczem jest tutaj to, czy utworzona warstwa tlenku jest gęsta, czy nie. Jeśli warstwa tlenku jest bardzo gęsta, dla zewnętrznych związków korozyjnych (takich jak chlorki, siarczki itp.) Jest trudne, aby wejść do wnętrza w celu korozji nowych metali, więc nie wystąpi dalsza korozja. Poniższa rysunek jest porównanie tlenków aluminium i żelaza. Tlenek żelaza jest luźny i porowaty i łatwo go oderwać, podczas gdy tlenek glinu jest gęsty i ściśle pasuje do podłoża.
Wtedy pytanie pojawia się ponownie, dlaczego tlenek żelaza nie jest gęsty i nie pasuje? Wymaga to bardziej dogłębnej wiedzy na temat chemii i fizyki do wyjaśnienia. Ze względu na złożoność zasady rdzy nie jest jasne w jednym lub dwóch zdaniach, ale możemy to po prostu wyjaśnić:
W rzeczywistości, jeśli powietrze jest absolutnie suche (bez wilgoci), tlenek żelaza (niezależnie od tego, czy Fe2O3 lub Fe3O4) jest również stabilnym związkiem, który nie spowoduje obierania powierzchni i dalszej korozji metalu wewnętrznego. Prawdziwym powodem spadania rdzy i korozji wnętrza jest uwodnione tlenek żelaza Fe2O3 · NH2O i wodorotlenek żelaza (FeO (OH) Fe (OH) 3), które są głównymi elementami rdzy, którą widzimy w życiu codziennym. Po nawodnionych wodorotlenku żelaza łączy się z żelazem, rozszerza się objętość i jest łatwy do wybrzuszania i pęknięcia. Z drugiej strony sprawia, że nie jest również w stanie skutecznie przestrzegać matrycy żelaznej i jest łatwy do zdejmowania. Gdy szkło ujawni nowy metal pod spodem, ponownie utlenia się i rdzewieje, a następnie cykl powtórzy się, aż wszystkie metale nie będą zardzewiałe i skorodowane.
W normalnych warunkach tlenek aluminiowy nie będzie reagował z wodą i nie będzie „rdzewieć” jak żelazo, ale będzie korodować w niektórych trudnych warunkach. Na przykład, w silnych warunkach kwasowych lub silnych alkalicznych, szybkość rozkładu warstwy tlenku na powierzchni glinu będzie wyższa niż jej szybkość wytwarzania. Aby uniknąć tej sytuacji, aluminium bez obróbki powierzchni należy stosować w zakresie pH od 4,5 do 8,5.
Inną powszechną przyczyną korozji aluminiowej jest korozja elektrochemiczna. Gdy dwa różne metale są zanurzone w wodzie, powstaje słaby akumulator lub obwód. Powoduje to, że elektrony przepływają między metaliami, wyczerpując bardziej elektrochemicznie aktywny z dwóch metali. Aluminium ma wyższy potencjał elektrochemiczny niż większość innych metali, jak pokazano na poniższym rysunku. Dlatego, jeśli utworzony jest obwód między aluminium i stalą miękką lub stal nierdzewną, aluminium szybko się koroduje.
Obraz z podręcznika korozji i zapobiegania korozji
Dlatego nie oznacza to, że aluminium nie jest podatne na rdzę i korozję, i nie jest wymagane żadne powierzchniowe leczenie przeciwzakrzewskie. Gdy aluminium jest zagrożone korozją, nadal konieczne jest odpowiednie leczenie, takie jak anodowanie, powłoka proszkowa, izolacja izolacji itp.(文章来源: Imechanics 机械)
