Som vi alle vet, ruster metallprodukter med jern som hovedkomponenten vanligvis hvis den ikke er riktig beskyttet (unntatt rustfritt stål). Dette er fordi jernatomene på metalloverflaten kombineres med oksygen i luften for å produsere jernoksyd. Jernoksid virker rødbrun, som er den vanlige rust, som vist på figuren nedenfor.
Årsaken til at rustfritt stål ikke ruster er at dens kjemiske sammensetning inneholder ikke mindre enn 10,5% krom. Når rustfritt stål blir utsatt for luft eller vann, vil kromelementet reagere med oksygen før jern og danne et veldig tett passiveringslag, og dermed beskytte rustfritt stålmatrise mot ytterligere oksidasjon og korrosjon.
Faktisk er aluminium det samme som jern. Aluminium og legeringer vil også reagere med aluminiumatomer på overflaten og oksygen i luften for å produsere aluminiumoksyd, men fargen er grå eller mørkegrå, ikke rust. Imidlertid spiller dette aluminiumoksydet samme funksjon som kromoksyd i rustfritt stål, og danner et beskyttende lag på metalloverflaten for å forhindre ytterligere oksidasjon av det indre metallet, som vist i figuren nedenfor.
I praksis har vi sett noen ståldeler som ruster spesielt dårlig, og noen til og med ruster gjennom, som vist på figuren nedenfor, mens aluminium er sjelden. Jeg lurer på om du har et spørsmål her: hvorfor kan aluminiumoksyd og kromoksyd danne et beskyttende lag, men jernoksid kan ikke?
Faktisk er nøkkelen her om det dannede oksydlaget er tett eller ikke. Hvis oksydlaget er veldig tett, er det vanskelig for ytre etsende forbindelser (for eksempel klorider, sulfider, etc.) å komme inn i interiøret for å korrodere nye metaller, så ytterligere korrosjon vil ikke skje. Følgende figur er en sammenligning av aluminium og jernoksider. Jernoksid er løst og porøst, og det er enkelt å skrelle av, mens aluminiumoksyd er tett og passer tett til underlaget.
Så oppstår spørsmålet igjen, hvorfor er jernoksid ikke tett og ikke i form? Dette krever mer dyptgående kunnskap om kjemi og fysikk for å forklare. På grunn av kompleksiteten i rustprinsippet er det ikke klart i en eller to setninger, men vi kan ganske enkelt forklare det:
Faktisk, hvis luften er helt tørr (uten fuktighet), er jernoksid (enten Fe2O3 eller Fe3O4) også en stabil forbindelse som ikke vil forårsake skrelling av overflaten og ytterligere korrosjon av det indre metallet. Den virkelige grunnen til at rusten faller av og korroderer innsiden er det hydratiserte jernoksid Fe2O3 · NH2O og jernhydroksyd (FeO (OH) Fe (OH) 3), som er hovedkomponentene i rusten vi ser i dagliglivet. Etter at det hydratiserte jernhydroksid kombineres med jern, utvides det i volum og er lett å bule og sprekke. På den annen side gjør det også at den ikke kan følge jernmatrisen effektivt og er lett å skrelle av. Når glasset avslører det nye metallet under, vil det oksidere og ruste igjen, og da vil syklusen gjenta seg til alle metaller er rustet og korrodert.
Under normale forhold vil ikke aluminiumoksyd reagere med vann og vil ikke "ruste" som jern, men det vil korrodere under noen tøffe forhold. For eksempel, under sterk syre eller sterke alkali -forhold, vil nedbrytningshastigheten til oksydlaget på overflaten av aluminium være høyere enn generasjonshastigheten. For å unngå denne situasjonen, bør aluminium uten overflatebehandling brukes i pH -området fra 4,5 til 8,5.
En annen vanlig årsak til korrosjon av aluminium er elektrokjemisk korrosjon. Når to forskjellige metaller er nedsenket i vann, dannes et svakt batteri eller krets. Dette fører til at elektronene strømmer mellom metallene, og tapper den mer elektrokjemisk aktive av de to metallene. Aluminium har et høyere elektrokjemisk potensial enn de fleste andre metaller, som vist på figuren nedenfor. Derfor, hvis en krets dannes mellom aluminium og mildt stål eller rustfritt stål, vil aluminium raskt korrodere.
Bilde fra korrosjons- og korrosjonsforebyggende håndbok
Derfor betyr det ikke at aluminium ikke er utsatt for rust og korrosjon, og ingen overflate-antikorrosjonsbehandling er nødvendig. Når aluminium er i fare for korrosjon, er passende behandling fortsatt nødvendig, for eksempel anodisering, pulverlakk, isolasjonsisolering osv.(文章来源: Imechanics 机械)
