Як ми всі знаємо, металеві вироби з залізом як основним компонентом зазвичай іржавію, якщо не належним чином захищені (крім нержавіючої сталі). Це пояснюється тим, що атоми заліза на поверхні металу поєднуються з киснем у повітрі для отримання оксиду заліза. Оксид заліза виявляється червонувато -коричневим, що є загальною іржею, як показано на малюнку нижче.
Причина, чому нержавіюча сталь не іржавіє, полягає в тому, що його хімічний склад містить не менше 10,5% хрому. Коли нержавіюча сталь впливатиме на повітря або воду, хромовий елемент реагуватиме з киснем перед залізом і утворюватиме дуже щільний пасиваційний шар, тим самим захищаючи матрицю з нержавіючої сталі від подальшого окислення та корозії.
Насправді алюміній такий же, як залізо. Алюміній та його сплави також реагуватимуть з атомами алюмінію на їх поверхні та киснем у повітрі для отримання оксиду алюмінію, але колір сірий або темно -сірий, а не іржавий. Однак цей оксид алюмінію відіграє ту саму функцію, що і оксид хрому в нержавіючої сталі, утворюючи захисний шар на поверхні металу, щоб запобігти подальшому окисленню внутрішнього металу, як показано на малюнку нижче.
На практиці ми бачили, як деякі сталеві деталі іржавіють особливо погано, а деякі навіть іржаві, як показано на малюнку нижче, тоді як алюміній рідкісний. Цікаво, чи тут у вас є питання: чому може утворюватися оксид алюмінію та оксид хрому, але оксид заліза не може?
Насправді, головне тут полягає в тому, чи утворений шар оксиду щільним чи ні. Якщо оксидний шар дуже щільний, зовнішні корозійні сполуки важко (наприклад, хлориди, сульфіди тощо) потрапляти в внутрішню частину, щоб роз’їхати нові метали, тому подальша корозія не відбудеться. Наступне малюнок - порівняння оксидів алюмінію та заліза. Оксид заліза пухкий і пористий, і його легко зняти, а оксид алюмінію щільний і щільно підходить до субстрату.
Тоді виникає питання знову, чому оксид заліза не щільний і не підходить? Це вимагає більш поглиблених знань з хімії та фізики для пояснення. Через складність принципу іржі не зрозуміло в одному або двох реченнях, але ми можемо просто пояснити це:
Насправді, якщо повітря абсолютно сухе (без вологи), оксид заліза (будь то Fe2O3 або Fe3O4) - це також стабільна сполука, яка не спричинить лущення поверхні та подальшу корозію внутрішнього металу. Справжньою причиною того, що іржа розпадається і роз’їжджає всередині, - це гідратний оксид заліза Fe2O3 · NH2O та гідроксид заліза (Feo (OH) Fe (OH) 3), які є основними компонентами іржі, яку ми бачимо у повсякденному житті. Після гідратного гідроксиду заліза поєднується із залізом, він розширюється в об'ємі і легко опукнеться і розтріскує. З іншого боку, він також не може ефективно прилипати до залізної матриці і легко зняти. Після того, як скло розкриває новий метал під ним, він знову окислюється і іржавує, а потім цикл повториться, поки всі метали не будуть іржавії та розморозиться.
У звичайних умовах оксид алюмінію не реагуватиме з водою і не буде "іржавим", як залізо, але він роз'єднує в деяких суворих умовах. Наприклад, при сильних кислотних або сильних лугах швидкість розкладання оксидного шару на поверхні алюмінію буде вищою, ніж швидкість його генерації. Щоб уникнути цієї ситуації, алюміній без будь -якої поверхневої обробки слід використовувати в діапазоні рН від 4,5 до 8,5.
Ще однією поширеною причиною корозійної алюмінію є електрохімічна корозія. Коли два різних метали занурюються у воду, утворюється слабка акумулятор або ланцюг. Це призводить до того, що електрони протікають між металами, виснажуючи більш електрохімічно активні з двох металів. Алюміній має більш високий електрохімічний потенціал, ніж більшість інших металів, як показано на малюнку нижче. Тому, якщо між алюмінієвою та м'якою сталі або нержавіючої сталі утворюється схема, алюміній швидко роз'єднується.
Зображення з посібника з профілактики корозії та корозії
Тому це не означає, що алюміній не схильний до іржі та корозії, і поверхнева антикорозійна обробка не потрібна. Коли алюміній ризикує корозією, все ще необхідне відповідне лікування, наприклад, анодизація, порошкове покриття, ізоляція ізоляції тощо.(文章来源: Іманіка 机械)
