Kuten me kaikki tiedämme, metallituotteet, joiden pääkomponentti on yleensä ruoste, jos sitä ei ole oikein suojattu (paitsi ruostumattomasta teräksestä). Tämä johtuu siitä, että metallin pinnan rauta -atomit yhdistyvät happea ilmassa rautaoksidin tuottamiseksi. Rautaoksidi näyttää punertavanruskealta, joka on yleinen ruoste, kuten alla olevassa kuvassa esitetään.
Syy siihen, miksi ruostumattomasta teräksestä ei ruosteta, on se, että sen kemiallinen koostumus sisältää vähintään 10,5% kromia. Kun ruostumattomasta teräksestä altistuu ilmaa tai vettä, kromielementti reagoi hapen kanssa ennen rautaa ja muodostaa erittäin tiheän passivointikerroksen, suojaamalla siten ruostumattomasta teräksestä valmistetun matriisin lisää hapettumiselta ja korroosiolta.
Itse asiassa alumiini on sama kuin rauta. Alumiinit ja sen seokset reagoivat myös alumiiniatomien kanssa pinnallaan ja happea ilmassa alumiinioksidin tuottamiseksi, mutta väri on harmaa tai tummanharmaa, ei ruoste. Tällä alumiinioksidilla on kuitenkin sama funktio kuin ruostumattomasta teräksestä valmistetussa kromioksidissa, muodostaen suojakerroksen metallin pinnalle sisäisen metallin edelleen hapettumisen estämiseksi, kuten alla olevassa kuvassa esitetään.
Käytännössä olemme nähneet joitain teräsosia ruostuvia erityisen huonosti, ja jotkut jopa ruostuvat läpi, kuten alla olevassa kuvassa esitetään, kun taas alumiini on harvinaista. Mietin, onko sinulla tässä kysymys: miksi alumiinioksidi ja kromioksidi voivat muodostaa suojakerroksen, mutta rautaoksidi ei voi?
Itse asiassa avain on tässä, onko muodostettu oksidikerros tiheä vai ei. Jos oksidikerros on erittäin tiheä, ulkoisten syövyttävien yhdisteiden (kuten kloridit, sulfidit jne.) On vaikea päästä sisälle syömään uusien metallien, joten lisäkorroosiota ei tapahdu. Seuraava kuva on alumiini- ja rautaoksidien vertailu. Rautaoksidi on löysä ja huokoinen, ja se on helppo kuoriutua pois, kun taas alumiinioksidi on tiheä ja sopii tiukasti substraattiin.
Sitten kysymys nousee jälleen, miksi rautaoksidi ei ole tiheä eikä sovi? Tämä vaatii selkeämpää tietoa kemian ja fysiikan selittämistä. Ruosteen periaatteen monimutkaisuuden vuoksi se ei ole selvää yhdessä tai kahdessa lauseessa, mutta voimme yksinkertaisesti selittää sen:
Itse asiassa, jos ilma on ehdottoman kuiva (ilman kosteutta), rautaoksidi (onko Fe2O3 tai Fe3O4), on myös vakaa yhdiste, joka ei aiheuta pinnan kuorimista ja sisäisen metallin lisäkorroosiota. Todellinen syy ruosteen putoamiseen ja syöpään sisäpuolelle on hydratoitu rautaoksidi Fe2O3 · NH2O ja rautahydroksidi (FeO (OH) Fe (OH) 3), jotka ovat ruosteen pääkomponentteja, joita näemme jokapäiväisessä elämässä. Kun hydratoitu rautahydroksidi yhdistyvät raudan kanssa, se laajenee tilavuuteen ja on helppo pullistua ja halkeamia. Toisaalta se ei myöskään kykene tarttumaan tehokkaasti rautamatriisiin ja sitä on helppo kuoriutua. Kun lasi paljastaa uuden metallin alla, se hapettuu ja ruostuu uudelleen, ja sitten sykli toistuu, kunnes kaikki metallit ovat ruostettuja ja syövyttäviä.
Normaaliolosuhteissa alumiinioksidi ei reagoi veden kanssa eikä "ruoste" kuten rautaa, mutta se syövyttää joissakin ankarissa olosuhteissa. Esimerkiksi vahvoissa happo- tai vahvoissa alkaliolosuhteissa alumiinin pinnalla olevan oksidikerroksen hajoamisnopeus on korkeampi kuin sen muodostumisnopeus. Tämän tilanteen välttämiseksi alumiinia ilman pintakäsittelyä tulisi käyttää pH -alueella 4,5 - 8,5.
Toinen yleinen alumiinikorroosion syy on sähkökemiallinen korroosio. Kun veteen upotetaan kaksi erilaista metallia, muodostuu heikko akku tai piiri. Tämä aiheuttaa elektronien virtauksen metallien välillä, kuluttaen kahden metallin sähkökemiallisesti aktiivisemman. Alumiinilla on korkeampi sähkökemiallinen potentiaali kuin useimmilla muilla metalleilla, kuten alla olevassa kuvassa esitetään. Siksi, jos alumiinin ja lievän teräksen tai ruostumattoman teräksen väliin muodostuu piiri, alumiini syövyttää nopeasti.
Kuva korroosion ja korroosion ehkäisyn käsikirjasta
Siksi se ei tarkoita, että alumiini ei ole taipumus ruosteelle ja korroosiolle, eikä pinnan korroosionestokäsittelyä vaadita. Kun alumiini on korroosion riski, asianmukainen käsittely on edelleen välttämätöntä, kuten anodisoiva, jauheen pinnoitus, eristyksen eristäminen jne.(文章来源: Imekaniikka 机械)
