Ako všetci vieme, kovové výrobky so železom ako hlavná zložka zvyčajne hrdzavia, ak nie sú správne chránené (okrem nehrdzavejúcej ocele). Je to preto, že atómy železa na kovovom povrchu sa kombinujú s kyslíkom vo vzduchu, čím sa produkuje oxid železa. Oxid železa sa javí ako červenkasto hnedá, čo je bežná hrdza, ako je znázornené na obrázku nižšie.
Dôvodom, prečo nehrdzavejúca oceľ nie je hrdzavou, je to, že jej chemické zloženie obsahuje najmenej 10,5% chróm. Ak je z nehrdzavejúcej ocele vystavená vzduchu alebo vode, chrómový prvok bude reagovať s kyslíkom pred železom a bude tvoriť veľmi hustú pasivačnú vrstvu, čím bude chrániť matricu z nehrdzavejúcej ocele pred ďalšou oxidáciou a koróziou.
V skutočnosti je hliník rovnaký ako železo. Hliník a jeho zliatiny budú tiež reagovať s atómami hliníka na ich povrchu a kyslíkom vo vzduchu, aby sa vytvoril oxid hlinitý, ale farba je šedá alebo tmavo šedá, nie hrdza. Tento oxid hliník však hrá rovnakú funkciu ako oxid chróm v nehrdzavejúcej oceli, čím sa na povrchu kovu vytvára ochrannú vrstvu, aby sa zabránilo ďalšej oxidácii vnútorného kovu, ako je to znázornené na obrázku nižšie.
V praxi sme videli, že niektoré oceľové časti hrdzavia obzvlášť zle a niektoré dokonca hrdzavia, ako je to znázornené na obrázku nižšie, zatiaľ čo hliník je zriedkavý. Zaujímalo by ma, či tu máte otázku: Prečo môže oxid hlinitý a oxid chrómu tvoriť ochrannú vrstvu, ale oxid železa nemôže?
V skutočnosti je tu kľúčom, či je formovaná vrstva oxidu hustá alebo nie. Ak je oxidová vrstva veľmi hustá, je ťažké pre vonkajšie korozívne zlúčeniny (ako sú chloridy, sulfidy atď.) Na vstup do vnútra, aby korodovali nové kovy, takže sa nevyskytuje ďalšia korózia. Nasledujúci obrázok je porovnanie oxidov hliníka a železa. Oxid železa je voľný a pórovitý a je ľahké sa odlupovať, zatiaľ čo oxid z hliníka je hustý a pevne zapadá do substrátu.
Potom znova vyvstáva otázka, prečo nie je oxid železa hustý a nie je fit? Vyžaduje si to podrobnejšie znalosti chémie a fyziky na vysvetlenie. Z dôvodu zložitosti princípu hrdze to nie je jasné v jednej alebo dvoch vetách, ale môžeme to jednoducho vysvetliť:
V skutočnosti, ak je vzduch úplne suchý (bez vlhkosti), oxid železa (či už FE2O3 alebo FE3O4) je tiež stabilnou zlúčeninou, ktorá nespôsobí odlúpenie povrchu a ďalšiu koróziu vnútorného kovu. Skutočným dôvodom, prečo hrdza spadne a koroduje vo vnútri, je hydratovaný oxid železa FE2O3 · NH2O a hydroxid železa (FEO (OH) FE (OH) 3), ktoré sú hlavnými zložkami hrdze, ktorú vidíme v každodennom živote. Po kombinovaní hydratovaného hydroxidu železa s železom sa rozširuje objem a ľahko sa vydúva a praskne. Na druhej strane to tiež spôsobuje, že nie je schopná efektívne prilepiť maticu železa a je ľahké sa odlupovať. Akonáhle sklo odhalí nový kov pod ním, bude znova oxidovať a hrdzať a potom sa cyklus opakuje, až kým sa všetky kovy zhrdzavia a korodujú.
Za normálnych podmienok nebude oxid hliníka reagovať s vodou a nebude „hrdzať“ ako železo, ale za niektorých tvrdých podmienok koroduje. Napríklad za silných kyslých alebo silných alkalických podmienok bude rýchlosť rozkladu oxidovej vrstvy na povrchu hliníka vyššia ako rýchlosť jeho výroby. Aby sa zabránilo tejto situácii, hliník bez akéhokoľvek povrchového ošetrenia by sa mal používať v rozsahu pH 4,5 až 8,5.
Ďalšou bežnou príčinou korózie hliníka je elektrochemická korózia. Keď sú do vody ponorené dva rôzne kovy, vytvorí sa slabá batéria alebo obvod. To spôsobuje, že medzi kovmi prúdi elektróny, čím vyčerpávajú viac elektrochemicky aktívnejšie z týchto dvoch kovov. Hliník má vyšší elektrochemický potenciál ako väčšina ostatných kovov, ako je znázornené na obrázku nižšie. Preto, ak sa obvod vytvorí medzi hliníkom a jemnou oceľou alebo nehrdzavejúcou oceľou, hliník rýchlo koroduje.
Obrázok z príručky o prevencii korózie a korózie
Preto to neznamená, že hliník nie je náchylný k hrdze a korózii a nie je potrebné ošetrenie proti korózii povrchu. Ak je hliník vystavený riziku korózie, stále je potrebná vhodná liečba, ako je eloxizácia, prášok, izolácia izolácie atď.(文章来源: imechanika 机械)
