Как мы все знаем, металлические изделия с железом в качестве основного компонента обычно ржавеют, если не правильно защищены (кроме нержавеющей стали). Это связано с тем, что атомы железа на металлической поверхности в сочетании с кислородом в воздухе образуют оксид железа. Оксид железа выглядит красновато -коричневым, что является общей ржавчиной, как показано на рисунке ниже.
Причина, по которой нержавеющая сталь не ржавела, заключается в том, что ее химическая композиция содержит не менее 10,5% хром. Когда нержавеющая сталь подвергается воздействию воздуха или воды, элемент хрома будет реагировать с кислородом перед железом и образовывать очень плотный пассивирующий слой, тем самым защищая матрицу нержавеющей стали от дальнейшего окисления и коррозии.
На самом деле, алюминий такой же, как у железа. Алюминий и его сплавы также будут реагировать с атомами алюминия на их поверхности и кислородом в воздухе с образованием оксида алюминия, но цвет серый или темно -серый, а не ржавчина. Однако этот оксид алюминия играет ту же функцию, что и оксид хрома в нержавеющей стали, образуя защитный слой на поверхности металла, чтобы предотвратить дальнейшее окисление внутреннего металла, как показано на рисунке ниже.
На практике мы видели несколько стальных деталей, особенно плохо, а некоторые даже ржавели, как показано на рисунке ниже, в то время как алюминий встречается редко. Интересно, есть ли у вас вопрос здесь: почему оксид алюминия и оксид хрома может образовывать защитный слой, но оксид железа не может?
На самом деле, ключом здесь является то, плотный слой сформированного оксида или нет. Если слой оксида очень плотный, внешние коррозионные соединения (например, хлориды, сульфиды и т. Д.) трудно войти в интерьер, чтобы корродировать новые металлы, так что дальнейшая коррозия не произойдет. Следующий рисунок представляет собой сравнение алюминия и оксидов железа. Оксид железа является свободным и пористым, и его легко очистить, в то время как оксид алюминия плотный и плотно вписывается в подложку.
Тогда вопрос снова возникает, почему оксид железа не плотный и не подходит? Это требует более глубоких знаний о химии и физике, чтобы объяснить. Из -за сложности принципа ржавчины это не ясно в одном или двух предложениях, но мы можем просто объяснить это:
Фактически, если воздух абсолютно сухой (без влаги), оксид железа (будь то Fe2O3 или Fe3O4) также является стабильным соединением, которое не приведет к выявлению поверхности и дальнейшей коррозии внутреннего металла. Реальной причиной того, что ржавчина упадет и коррозирует внутреннюю часть, является гидратированный оксид железа Fe2O3 · NH2O и гидроксид железа (FEO (OH) Fe (OH) 3), которые являются основными компонентами ржавчины, которые мы видим в повседневной жизни. После гидроксида железа объединяется с железом, он расширяется по объему и легко выпукнуть и трещин. С другой стороны, это также делает его неспособным эффективно придерживаться железной матрицы, и его легко очистить. Как только стекло обнаруживает новый металл внизу, он снова окисляется и ржавеет, а затем цикл повторится до тех пор, пока все металлы не станут ржавой и коррозии.
В нормальных условиях оксид алюминия не будет реагировать с водой и не будет «ржаветь», как железо, но он будет коррозировать в некоторых суровых условиях. Например, в сильных кислотных или сильных щелочных условиях скорость разложения слоя оксид на поверхности алюминия будет выше, чем скорость его генерации. Чтобы избежать этой ситуации, алюминий без какого -либо обработки поверхности должен использоваться в диапазоне pH от 4,5 до 8,5.
Другой общей причиной алюминиевой коррозии является электрохимическая коррозия. Когда два разных металла погружаются в воду, образуется слабая батарея или цепь. Это заставляет электроны течь между металлами, истощая более электрохимически активные из двух металлов. Алюминий обладает более высоким электрохимическим потенциалом, чем большинство других металлов, как показано на рисунке ниже. Следовательно, если схема образуется между алюминиевой и мягкой сталью или нержавеющей сталью, алюминий быстро корродится.
Изображение из справочника по предотвращению коррозии и коррозии
Следовательно, это не означает, что алюминий не подвержен ржавчине и коррозии, а поверхностная антикоррозионная обработка не требуется. Когда алюминий подвергается риску коррозии, все еще необходимо соответствующее лечение, например, анодирование, порошковое покрытие, изоляция изоляции и т. Д.(文章来源: Имеханика 机械)
