Kā mēs visi zinām, metāla produkti ar dzelzi kā galvenā sastāvdaļa parasti rūsa, ja tā nav pareizi aizsargāta (izņemot nerūsējošo tēraudu). Tas notiek tāpēc, ka dzelzs atomi uz metāla virsmas apvienojas ar skābekli gaisā, lai iegūtu dzelzs oksīdu. Dzelzs oksīds šķiet sarkanbrūns, kas ir parastā rūsa, kā parādīts zemāk redzamajā attēlā.
Iemesls, kāpēc nerūsējošais tērauds nerūsē, ir tas, ka tā ķīmiskais sastāvs satur ne mazāk kā 10,5% hromu. Kad nerūsējošais tērauds tiek pakļauts gaisam vai ūdenim, hroma elements reaģēs ar skābekli pirms dzelzs un veidos ļoti blīvu pasivācijas slāni, tādējādi aizsargājot nerūsējošā tērauda matricu no turpmākas oksidācijas un korozijas.
Faktiski alumīnijs ir tāds pats kā dzelzs. Alumīnijs un tā sakausējumi arī reaģēs ar alumīnija atomiem uz to virsmas un skābekli gaisā, lai iegūtu alumīnija oksīdu, bet krāsa ir pelēka vai tumši pelēka, nevis rūsa. Tomēr šim alumīnija oksīdam ir tāda pati funkcija kā hroma oksīdam nerūsējošā tērauda gadījumā, veidojot aizsargājošu slāni uz metāla virsmas, lai novērstu turpmāku iekšējā metāla oksidāciju, kā parādīts zemāk redzamajā attēlā.
Praksē mēs esam redzējuši dažas tērauda daļas, kas ir īpaši slikti rūsas, un dažas pat rūsējušas, kā parādīts zemāk redzamajā attēlā, savukārt alumīnijs ir reti sastopams. Nez, vai jums šeit ir jautājums: kāpēc alumīnija oksīds un hroma oksīds var veidot aizsargājošu slāni, bet dzelzs oksīds nevar?
Faktiski šeit galvenais ir tas, vai izveidotais oksīda slānis ir blīvs vai nē. Ja oksīda slānis ir ļoti blīvs, ārējiem kodīgiem savienojumiem (piemēram, hlorīdiem, sulfīdiem utt.) Ir grūti iekļūt interjerā, lai korozētu jaunus metālus, tāpēc turpmāka korozija nenotiks. Šis skaitlis ir alumīnija un dzelzs oksīdu salīdzinājums. Dzelzs oksīds ir vaļīgs un porains, un to ir viegli nomizot, savukārt alumīnija oksīds ir blīvs un stingri der substrātam.
Tad atkal rodas jautājums, kāpēc dzelzs oksīds nav blīvs un nav piemērots? Tas prasa padziļinātas zināšanas par ķīmiju un fiziku, lai izskaidrotu. Sakarā ar rūsas principa sarežģītību nav skaidrs vienā vai divos teikumos, bet mēs to varam vienkārši izskaidrot:
Faktiski, ja gaiss ir absolūti sauss (bez mitruma), dzelzs oksīds (neatkarīgi no tā, vai Fe2O3 vai Fe3O4) ir arī stabils savienojums, kas neizraisa virsmas lobīšanos un turpmāku iekšējā metāla koroziju. Patiesais iemesls, kāpēc rūsa nokrist un korozēt iekšpusi, ir hidratētais dzelzs oksīds Fe2O3 · NH2O un dzelzs hidroksīds (FEO (OH) Fe (OH) 3), kas ir galvenās rūsas sastāvdaļas, kuras mēs redzam ikdienas dzīvē. Pēc hidratētā dzelzs hidroksīda apvienošanās ar dzelzi tas izplešas tilpumā un ir viegli izspiesties un plaisāt. No otras puses, tas arī padara to nespējīgu efektīvi ievērot dzelzs matricu, un to ir viegli nomizot. Kad stikls atklāj jauno metālu zem tā, tas atkal oksidēsies un sarūsēs, un tad cikls atkārtosies, līdz visi metāli tiks sarūsēti un korozēti.
Normālos apstākļos alumīnija oksīds nereaģēs ar ūdeni un "nerūsīs" kā dzelzs, bet tas korozēs dažos skarbos apstākļos. Piemēram, spēcīgā skābē vai spēcīgos sārmu apstākļos oksīda slāņa sadalīšanās ātrums uz alumīnija virsmas būs lielāks nekā tā ģenerēšanas ātrums. Lai izvairītos no šīs situācijas, alumīnijs bez virsmas apstrādes jāizmanto pH diapazonā no 4,5 līdz 8,5.
Vēl viens bieži sastopams alumīnija korozijas cēlonis ir elektroķīmiskā korozija. Kad divi dažādi metāli ir iegremdēti ūdenī, veidojas vāja akumulators vai ķēde. Tas izraisa elektronu plūsmu starp metāliem, noplicinot elektroķīmiskāk aktīvo no diviem metāliem. Alumīnijam ir lielāks elektroķīmiskais potenciāls nekā lielākajai daļai citu metālu, kā parādīts zemāk redzamajā attēlā. Tāpēc, ja starp alumīnija un maigo tēraudu vai nerūsējošo tēraudu veidojas ķēde, alumīnijs ātri korozēs.
Attēls no korozijas un korozijas profilakses rokasgrāmatas
Tāpēc tas nenozīmē, ka alumīnijs nav pakļauts rūsai un korozijai, un nav nepieciešama virsmas pretkorozijas apstrāde. Ja alumīnijs ir korozijas risks, joprojām ir nepieciešama atbilstoša ārstēšana, piemēram, anodēšana, pulvera pārklājums, izolācijas izolācija utt.(文章来源: iMechanics 机械)
