Som vi alle ved, rustes metalprodukter med jern som hovedkomponenten normalt, hvis ikke korrekt (undtagen rustfrit stål). Dette skyldes, at jernatomerne på metaloverfladen kombineres med ilt i luften for at producere jernoxid. Jernoxid forekommer rødbrun, som er den almindelige rust, som vist på figuren nedenfor.
Årsagen til, at rustfrit stål ikke ruster, er, at dens kemiske sammensætning indeholder ikke mindre end 10,5% krom. Når rustfrit stål udsættes for luft eller vand, reagerer kromelementet med ilt før jern og danner et meget tæt passiveringslag og beskytter derved den rustfrie stålmatrix mod yderligere oxidation og korrosion.
Faktisk er aluminium det samme som jern. Aluminium og dets legeringer reagerer også med aluminiumatomer på deres overflade og ilt i luften for at producere aluminiumoxid, men farven er grå eller mørkegrå, ikke rust. Imidlertid spiller dette aluminiumoxid den samme funktion som kromoxid i rustfrit stål, hvilket danner et beskyttende lag på metaloverfladen for at forhindre yderligere oxidation af det indre metal, som vist på figuren herunder.
I praksis har vi set nogle ståldele ruster særligt dårligt, og nogle ruster endda igennem, som vist på figuren herunder, mens aluminium er sjælden. Jeg spekulerer på, om du har et spørgsmål her: hvorfor kan aluminiumoxid og kromoxid danne et beskyttende lag, men jernoxid kan ikke?
Faktisk er nøglen her, om det dannede oxidlag er tæt eller ej. Hvis oxidlaget er meget tæt, er det vanskeligt for eksterne ætsende forbindelser (såsom chlorider, sulfider osv.) At komme ind i det indre for at korrodere nye metaller, så yderligere korrosion vil ikke forekomme. Følgende figur er en sammenligning af aluminium og jernoxider. Jernoxid er løs og porøst, og det er let at skrælle af, mens aluminiumoxid er tæt og passer tæt på underlaget.
Så opstår spørgsmålet igen, hvorfor er jernoxid ikke tæt og ikke i form? Dette kræver mere dybtgående viden om kemi og fysik for at forklare. På grund af kompleksiteten i rustens princip, er det ikke klart i en eller to sætninger, men vi kan simpelthen forklare det:
Faktisk, hvis luften er absolut tør (uden fugt), er jernoxid (hvad enten Fe2O3 eller Fe3O4) også en stabil forbindelse, der ikke vil forårsage skrælning af overfladen og yderligere korrosion af det indre metal. Den egentlige årsag til, at rusten falder af og korroderer indersiden er det hydratiserede jernoxid Fe2O3 · NH2O og jernhydroxid (Feo (OH) Fe (OH) 3), som er hovedkomponenterne i det rust, vi ser i dagligdagen. Efter det hydratiserede jernhydroxid kombineres med jern, udvides det i volumen og er let at bule og knække. På den anden side gør det også det ikke i stand til effektivt at klæbe til jernmatrixen og er let at skrælle af. Når glasset afslører det nye metal nedenunder, oxideres det og rusten igen, og derefter gentages cyklussen, indtil alle metaller er rustet og korroderet.
Under normale forhold reagerer aluminiumoxid ikke med vand og vil ikke "rust" som jern, men det vil korrodere under nogle hårde forhold. For eksempel vil nedbrydningshastigheden af oxidlaget på overfladen af aluminium under stærk syre eller stærke alkali -forhold være højere end dets generationshastighed. For at undgå denne situation skal aluminium uden nogen overfladebehandling bruges i pH -området fra 4,5 til 8,5.
En anden almindelig årsag til aluminiumskorrosion er elektrokemisk korrosion. Når to forskellige metaller er nedsænket i vand, dannes et svagt batteri eller kredsløb. Dette får elektroner til at strømme mellem metallerne og udtømme den mere elektrokemisk aktive af de to metaller. Aluminium har et højere elektrokemisk potentiale end de fleste andre metaller, som vist på figuren herunder. Derfor, hvis der dannes et kredsløb mellem aluminium og mildt stål eller rustfrit stål, vil aluminium hurtigt korrodere.
Billede fra håndbogen til korrosion og korrosionsforebyggelse
Derfor betyder det ikke, at aluminium ikke er tilbøjelig til rust og korrosion, og at der ikke kræves nogen anti-korrosionsbehandling på overfladen. Når aluminium er i fare for korrosion, er passende behandling stadig nødvendig, såsom anodisering, pulverbelægning, isoleringsisolering osv.(文章来源: Imechanics 机械)
